Analog vs. Digital
Krátké pojednání o základních rozdílech
Všechny modelové železnice vyžadují elektrickou energii. Teoreticky je sice možné postavit si nějakou zahradní železnici, na které budou jezdit pouze parní nebo dieselové mašinky a výhybky a mechanické semafory budou ovládané táhly, ale této specialitě se zde věnovat nebudeme. Také vypustíme všechny ryze mechanické hračky. Ostatní modelové (i nemodelové) vláčky jsou napájené elektřinou. Vzhledem k bezpečnosti obsluhy to bývá max. 24 V, spíše méně.
Analogový systém může používat stejnosměrný nebo střídavý proud, záleží na použitých motorech. Stejnosměrných 12 V je téměř standard pro většinou výrobků. Rychlost se obvykle reguluje napětím, čím nižší, tím pomaleji jede lokomotiva. Od určitého napětí už není jízda plynulá, motor cuká, až se zastaví. K překonání mechanického odporu při rozjezd je potřebné určité minimální napětí - na něm závisí točivý moment motorku. Lokomotiva se nerozjede plynule, ale s určitým skokem na začátku. Jistým vylepšením tohoto systému může být pulzní regulátor. Velice zjednodušeně – používá se konstantní stejnosměrné napětí, které je „rozsekané“ na delší či kratší impulzy – čím jsou tyto pulzy delší a mezery mezi nimi kratší, tím rychleji lokomotiva jede. Rozjezd i brzdění je plynulé až k nule. Zpětný chod motorů se bez ohledu na typ regulace dosahuje v analogu vždy změnou polarity napětí. Pokud chceme v analogu zrychlit nebo zpomalit, udělají to všechny lokomotivy v daném napájeném úseku. Nelze tedy jednoduchým způsobem řídit odděleně jednotlivé lokomotivy. Jedinou možností zůstává rozdělení kolejiště na množství úseků a jejich samostatné napájení.
Digitální systémy vychází ze základní myšlenky, že kromě napájení je možné přenést i množství informací a příkazů pro řízení. Každá lokomotiva má svou adresu a lze ji teda doručit jedinečný příkaz (Brzdi!, Rozsviť světla!, Zahoukej! apod.) Některé systémy umožňují také zpětný přenos informací z lokomotivy do centrály. Lokomotiva, nebo jiný prvek, který má přijímat příkazy (např. i vagonek, pokud mu chceme nezávisle zapínat osvětlení, výhybka, návěstidlo), musí mít svůj dekodér. Dnes je téměř vždy realizovaný jako jednočipový mikropočítač s pár periferními součástkami. Rozměry jsou různé, ale lze je koupit i ve velikosti kolem 1 cm2. Důležité je, aby systémy byly od jednoho výrobce, nebo alespoň kompatibilní. S postupem času se vyvinulo několik různých systémů. U nás i v okolitých státech je nejrozšířenější standard Digital Command Control (DCC) definovaný National Model Railroad Association (NMRA - Asociace modelových železnic). Podrobné normy lze nalézt na jejich stránkách .
Český popis si lze přečíst např. na webu Martina Pintu , v článku Libora Schmidta, nebo zde . Zjednodušeně řečeno: napájecí napětí je modulované seriovým digitálním signálem a výsledek je takový, že průběh napětí má tvar posloupnosti impulzů předepsané délky, které nesou zakódovanou informaci. Na obrázku je znázorněný průběh napětí podle uvedené normy.
|
Průběh napětí v DCC |
Standard DCC definuje jak potřebné elektrické parametry signálu, tak i adresaci a používané příkazy. Centrály a dekodéry všech výrobců by tak měly být kompatibilní. Ale někteří výrobci si tyto normy ještě doplnili a takto poskytované služby již nemusí být zcela kompatibilní s výrobky jiných firem. Na to je potřebné dávat pozor při rozhodování o nákupu. U nás jsou snad nejvíc zastoupené výrobky Lenz nebo Roco . Pro digitální provoz tedy potřebujeme zdroj napětí, centrálu se zesilovačem (modulátorem) (vytváří výše popsaný průběh napájecího napětí), dekodér v lokomotivě a dekodéry příslušenství (výhybky, návěstidla, osvětlení apod.). Dále něco, čím budeme provoz řídit. To něco může být ovladač podobný kalkulačce nebo mobilu, PC nebo dokonce i „chytrý“ mobilní telefon, případně i vlastnoručně vyrobený ovládací panel. Pro první seznámení snad stačí, pro další studium znovu doporučuji Martina Pintu .
Jen bych zde rád upozornil na menší nedorozumění, se kterým se často setkáváme na českých i zahraničních webech. Je to pojem centrála. Za centrálu se dost často označuje "černá skříňka", která se připojuje mezi zdroj a koleje. U mnoha systémů tato skříňka (někdy též označovaná za zesilovač, booster) obsahuje pouze usměrňovač a modulátor, který na napájecí napětí superponuje (moduluje) digitální signál. Samotný signál DCC se však velmi často vytváří už v ovladači. Pokud za centrálu budeme považovat elektronické zařízení, ve kterém vzniká DCC signál, je to fakticky ovladač. V případě ovládání pomocí PC vzniká v počítači signál pro seriový port (RS232 nebo RS 488) anebo USB. V intefejsu (či lépe převodníku) se převádí na DCC signál a ten se v modulátoru (=zesilovači) superponuje na stejnosměrné napájecí napětí.
Pro pochopení uvádím obrázek převzatý od Paco Cañada z http://usuaris.tinet.cat/fmco/dcc_en.html . Command Station je centrála (zde integrovaná s ovladačem), Booster je zesilovač, Power Suply napáječ. Mobile Decoder je lokomotivní dekodér, Accessory Decoder je dekodér příslušenství. Layout - kolejiště, Feedback - obvody zpětné vazby.
Ovladač Lenz LH100 |
Ovladač ROCO multiMAUS |
Ovládání pomocí Mobile PC |
(Upraveno 18.prosince 2011)
Doplněno 8. 5. 2012:
Na webu Honzíkovy vláčky si lze přečíst článek J.Merhauta Digitál - ano, ale jaký? , popisující stručně nejrůznější digitální systémy pro modelové železnice.
