Honzíkovy vláčky

DCC funkční dekodér vybavený super-kondenzátorem (DIGI-CZ 023)

Autor: Jindřich Fučík Vydáno: 12.11.2013

Osvětlení jedoucích vagónů patří ve světě digitální železnice k dobrým standardům. Bohužel vagóny jsou celkem lehké a je poměrně těžké vyřešit sbírání proudu, zejména u vagónů s menším počtem náprav. Potom dochází k nepříjemnému blikání světel. Rozhodl jsem se vyzkoušet využití super-kondenzátorů, abych nepříjemné blikání omezil.

Jako základ jsem si zvolil funkční dekodér, který vytvořil Paco Cañada. Celkem zásadně jsem přepracoval elektronickou část, nicméně jsem zachoval celou použitou logiku. Vzhledem k oblibě tohoto dekodéru je na internetu k dispozici několik variant software, které zahrnují různé světelné efekty a podobně. Většinu těchto software lze přímo použít beze změny.
Rozhodl jsem se použít vrstvené keramické kondenzátory. Jejich předností je velká kapacita při malých rozměrech, jejich nedostatkem je malá napěťová odolnost.
Dekodér jsem tedy musel vytvořit tak, aby jeho pracovní napětí nepřesáhlo 6V. To je celkem zásadní omezení, neboť ve světě modelové železnice se obvykle používají napětí kolem 12 – 18V. Snížením pracovního napětí bohužel může dojít k nárůstu proudu, proto dekodér vychází mohutnější, než by bylo žádoucí.
Nakonec jsem dekodér zmenšil na velikost zhruba 12 x 20 mm. Velikost není jednoznačná, protože část dekodéru je použitá jako chladič, který není úplně nutný pro provoz.
Předpokládám provoz dekodéru prakticky výhradně s LED osvětlením.

Obr. 1, 2 – Funkční dekodér vybavený super-kondenzátorem (lícní a rubová stran DPS) – varianta A

Obr. 3,4 – Funkční dekodér bez super-kondenzátoru (lícní a rubová stran DPS) – varianta B – jednodušší a levnější

Dekodér je pochopitelně osazen na oboustranné desce plošného spoje. Dva prototypy jsem osadil na desku vyrobenou v domácích podmínkách bez prokovení, další komerně nabízené výrobky už jsou osazeny na profesionálně vyrobených deskách s prokovenými otvory.
Vyrobená deska je mírně větší a před osazením je potřeba jí zabrousit na požadovanou velikosti (podle rozměru vagonu). Pro zmenšení je potřeba desku výhradně brousit a nepoužívat ani stříhání ani frézování, neboť tím by mohlo dojít k poškození vodivé části. Desku lze zabrousit až těsně k vodivým cestám, na straně, kde jsou plošky pro připájení vodičů lze odbrousit i část plošek a nechat je jen tak velké, aby k nim šly připájet vodiče. Na opačné straně je velká měděná plocha určená jako chladič. Tuto plochu lze po vyzkoušení celkem zásadně zmenšovat. Postup: Nejprve si na jednom vzorku s plnou velikostí vyzkoušejte, jaké dosahuje dekodér teploty (měřte digitálním teploměrem) při rozsvícení maximálního počtu světel. Pak lze plochu zmenšovat a sledovat teplotu s tím, že by neměla přesáhnout cca 40°C (je potřeba si uvědomit, že ve skříni vagónu, kde je mnohem menší proudění vzduchu, může docházet ke kumulování tepla).
Deska dekodéru má 7 plošek pro připojení vodičů. Na jedné straně jsou dvě plošky pro připojení DCC signálu z kolejí (červená a černá, nezáleží na pořadí). Na druhé straně je 5 plošek. Jedna je vzdálenější. Tato ploška obsahuje společný kladný pól V+ (modrá). K tomuto vývodu se připojují anody všech LED. Od společného vývodu následují jednotlivé funkční výstupy v pořadí D, C, B, A. A je nejvzdálenější od V+ (A – bílá, B – žlutá, C – zelená, D – fialová).

Obr. 5 – Schema dekodéru (pájecích plošek)

Výstupní napětí pro LED diody je vždy 5V, bez ohledu na to, jaké je traťové napětí. S tím je potřeba počítat při návrhu předřadného rezistoru k diodám. Také platí obecné pravidlo, že čím větší je hodnota odporu, tím delší dobu bude dekodér svítit bez napájení. V případě že chcete zapojit jednu barevnou LED (červená, žlutá, zelená), použijte předřadný rezistor alespoň 470Ω, pro modrou a bílou LED pak minimálně 220Ω. V případě, že potřebujete použít dvě barevné diody, zapojte je sériově a použijte rezistor alespoň 51Ω. Pro dvě bílé diody můžete použít stejné sériové zapojení, ale diody nebudou svítit plným jasem. Pro dosažení plného jasu musíte použít paralelní zapojení dvou diod včetně předřadných rezistorů.

Následující obrázek ukazuje možnosti připojení LED pro dosažení maximálního jasu. V případě, že nepotřebujete maximální jas, je mimořádně vhodné použít rezistory s větší hodnotou.

Obr. 6 – Možnosti připojení LED pro dosažení maximálního jasu

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 51Ω, který umožní dekodéru vytvářet proudovou zátěž.

Následující tabulka uvádí popis použitých CV pro výchozí software. (pokud použijete jiný software, může se změnit):

CV Values

CV#	default	min-max	význam	meaning
1	3	1-99	Krátká adresa	Short address
7	20	–	Verze (pouze pro čtení)	Version (read only)
8	13	–	Identifikac výrobce (pouze pro čtení)	Manufacturer ID (read only)
13	0	0-255	Funkce F1–F8 aktivované v analogovém režimu	Functions F1-F8 in analog mode
14	3	0-3	Funkce předních, zadních světel aktivní v analogovém režimu	Functions Fl + Fr in analog mode
17	192	192-231	Dlouhá adresa (horní bajt)	Long address (upper byte)
18	3	0-255	Dlouhá adresa (spodní bajt)	Long address (lower byte)
19	0	0-255	Adresa soupravy	Consist address
29			Konfigurace dekodéru	Decoder configuration
		Bit	0	1
	0	0	Normální směr \| Normal direction	Reverzní směr \| Reverse direction
	1	1	14 rychl. kroků \| 14 speed steps	28 rychl. kroků \| 28 speed steps
	1	2	Pouze DCC \| DCC only	DCC + analog \| DCC + analog
	0	3	–	–
	0	4	–	–
	1	5	Krátká adresa CV1 \| Short address CV1	Dlouhá adresa CV17+CV18\| Long address CV17+CV18
	0	6	–	–
	0	7	Používat F1-F4^* \| Use F1-F4^*	Používat F8-F12^\| Use F8-F12^
33	1	0-51	Výstupy aktivní při Fl (přední světla)	Outputs activated with Fl (front light)
34	2	0-51	Výstupy aktivní při Fr (zadní světla)	Outputs activated with Fr (rear light)
35	4	0-51	Výstupy aktivní při F1 (nebo F9)^*	Outputs activated with F1 (or F9)^*
36	16	0-51	Výstupy aktivní při F2 (nebo F10)^*	Outputs activated with F2 (or F10)^*
37	32	0-51	Výstupy aktivní při F3 (nebo F11)^*	Outputs activated with F3 (or F11)^*
38	0	0-51	Výstupy aktivní při F4 (nebo F12)^*	Outputs activated with F4 (or F12)^*
39	0	0-51	Výstupy aktivní při F5	Outputs activated with F5
40	0	0-51	Výstupy aktivní při F6	Outputs activated with F6
41	0	0-51	Výstupy aktivní při F7	Outputs activated with F7
42	0	0-51	Výstupy aktivní při F8	Outputs activated with F8
50			Konfigurace výstupů	Outputs configuration
		Bit	0	1
	0	0	4 funkční výstupy \| 4 function outputs	Zářivkové výbojky \| Fluorescent lamps
	0	1	Normální režim \| Normal mode	Multiplexovaný režim \| Multiplexed mode
	0	2	–	–
	0	3	–	–
	0	4	–	–
	0	5	–	–
	0	6	–	–
	0	7	–	–

* Poznámka: pouze pro určitou verzi software

* Note: For optional version of software

Hodnota skládání bitů pro CV33 – CV42 vznikne jako součet výstupů, které se mají aktivovat s příslušnou funkcí.

CV Values

CV#	Pdpis	Description	Bit				Default
			Fd	Fc	Fb	Fa
			32	16	2	1
33	Výstupy aktivní při Fl (přední světla)	Outputs activated with Fl (front light)	0	0	0	1	1
34	Výstupy aktivní při Fr (zadní světla)	Outputs activated with Fr (rear light)	0	0	2	0	2
35	Výstupy aktivní při F1 (nebo F9)	Outputs activated with F1 (or F9)	0	16	0	0	16
36	Výstupy aktivní při F2 (nebo F10)	Outputs activated with F2 (or F10)	32	0	0	0	32
37	Výstupy aktivní při F3 (nebo F11)	Outputs activated with F3 (or F11)	0	0	0	0	0
38	Výstupy aktivní při F4 (nebo F12)	Outputs activated with F4 (or F12)	0	0	0	0	0
39	Výstupy aktivní při F5	Outputs activated with F5	0	0	0	0	0
40	Výstupy aktivní při F6	Outputs activated with F6	0	0	0	0	0
41	Výstupy aktivní při F7	Outputs activated with F7	0	0	0	0	0
42	Výstupy aktivní při F8	Outputs activated with F8	0	0	0	0	0

Hodnota v CV50

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). V přepínaném režimu má dekodér menší spotřebu, ale tento režim není vhodný pro video a fotografování.

Dekodéry jsou v nabídce N-šopíku Honzíkových vláčků – ZDE a ZDE.

Foto Hlav