Cyfrowa kontrola poleceń - Digital Command Control
Digital Command Control (DCC) to standard systemu do obsługi modeli kolejowych w sposób cyfrowy. Po wyposażeniu w Digital Command Control lokomotywy znajdujące się na tej samej części elektrycznej toru mogą być sterowane niezależnie.
Protokół DCC został zdefiniowany przez grupę roboczą Digital Command Control National Model Railroad Association (NMRA). NMRA opatrzyła znakiem towarowym termin DCC, więc chociaż termin Digital Command Control jest czasami używany do opisania dowolnego cyfrowego systemu sterowania koleją, ściśle mówiąc, odnosi się do NMRA DCC.
Historia i protokoły
Cyfrowy system sterowania rozkazami został opracowany (na zlecenie niemieckiej firmy Lenz Elektronik GmbH) w latach 80-tych dla dwóch niemieckich producentów modeli kolejki Märklin i Arnold . Pierwsze dekodery cyfrowe wyprodukowane przez Lenza pojawiły się na rynku na początku 1989 roku dla firmy Arnold (N) oraz w połowie 1990 roku dla firmy Märklin (Z, H0 i 1; Digital =). Märklin i Arnold wycofali się z porozumienia w kwestiach patentowych, ale Lenz kontynuował rozwój systemu. W 1992 roku Stan Ames, który później przewodniczył grupie roboczej NMRA / DCC, zbadał system Märklin / Lenz jako potencjalnego kandydata na standardy NMRA / DCC. Kiedy komitet NMRA Command Control zażądał przedłożenia od producentów proponowanego standardu kontroli poleceń w latach 90., Märklin i Keller Engineering przedłożyli swoje systemy do oceny. Komisja była pod wrażeniem systemu Märklin / Lenz i wcześnie zdecydowała się na cyfryzację. NMRA ostatecznie opracowało własny protokół oparty na systemie Lenz i dalej go rozszerzył. System został później nazwany Digital Command Control. Pierwsze komercyjne systemy zbudowane na NMRA DCC zostały zademonstrowane na Konwencji NMRA w 1993 roku, kiedy ogłoszono proponowany standard DCC. Proponowany standard został opublikowany w październiku 1993 r. W magazynie Model Railroader przed jego przyjęciem.
Protokół DCC jest przedmiotem dwóch norm opublikowanych przez NMRA : S-9.1 określa standard elektryczny, a S-9.2 określa standard komunikacyjny . Dostępnych jest również kilka dokumentów dotyczących zalecanych praktyk.
Protokół DCC definiuje poziomy sygnałów i czasy na ścieżce. DCC nie określa protokołu używanego między stacją poleceń DCC a innymi komponentami, takimi jak dodatkowe przepustnice. Istnieje wiele prawnie zastrzeżonych standardów i generalnie stacje poleceń jednego producenta nie są kompatybilne z przepustnicami innego producenta.
RailCom
W 2006 roku Lenz wraz z Kühn, Zimo i Tams rozpoczęli prace nad rozszerzeniem protokołu DCC, aby umożliwić kanał sprzężenia zwrotnego z dekoderów do stacji dowodzenia. Ten kanał informacji zwrotnej może być zwykle używany do sygnalizowania, który pociąg zajmuje określony odcinek, ale także do informowania stacji dowodzenia o rzeczywistej prędkości silnika. Ten kanał informacji zwrotnej jest znany pod nazwą RailCom i został znormalizowany w 2007 roku jako NMRA RP 9.3.1.
Cytując „Standardy i zalecane praktyki NMRA”:
S-9.3 DCC Bi-Directional Communications Standard
S-9.3.1 (discontinued)
S-9.3.2 DCC Basic Decoder Transmission - (updated 12/20/2012) UNDER REVISION
Jak działa DCC
System składa się z zasilaczy, stacji dowodzenia, boosterów i dekoderów.
Stacja dowodzenia DCC tworzy pakiet cyfrowy. Wiele stacji dowodzenia jest zintegrowanych ze wzmacniaczem (wzmacniaczem), który w połączeniu ze swoim zasilaniem moduluje napięcie na torze, aby kodować cyfrowe komunikaty, zapewniając jednocześnie energię elektryczną. W przypadku dużych systemów można zastosować dodatkowe wzmacniacze, aby zapewnić dodatkową moc.
Napięcie na torze jest czystym sygnałem cyfrowym. Sygnał DCC nie podąża za falą sinusoidalną, ponieważ nie jest to przebieg prądu przemiennego . Stacja sterująca / wzmacniacz szybko włącza i wyłącza napięcie na szynach, powodując modulowaną falę impulsową . Jedna szyna jest zawsze odwrotnością drugiej, a każdy impuls danych jest powtarzany. Długość czasu przyłożenia napięcia zapewnia metodę kodowania danych. Aby przedstawić jedynkę binarną , czas jest krótki (nominalnie 58 µs), podczas gdy zero jest reprezentowane przez dłuższy okres (nominalnie co najmniej 100 µs). Ponieważ nie ma polaryzacji, kierunek jazdy jest niezależny od fazy szyny.
Każda lokomotywa jest wyposażona w wielofunkcyjny dekoder DCC, który pobiera sygnały z toru i po wyprostowaniu kieruje moc do silnika elektrycznego zgodnie z żądaniem. Każdy dekoder ma przypisany unikalny numer roboczy ( adres ) dla układu i nie będzie działał na polecenia przeznaczone dla innego dekodera, zapewniając w ten sposób niezależne sterowanie lokomotywami w dowolnym miejscu układu, bez specjalnych wymagań dotyczących okablowania. Zasilanie można również kierować do świateł, generatorów dymu i generatorów dźwięku. Te dodatkowe funkcje mogą być obsługiwane zdalnie z kontrolera DCC. Stacjonarne dekodery mogą również odbierać polecenia ze sterownika w podobny sposób, aby umożliwić sterowanie rozjazdami, rozłącznikami, innymi akcesoriami obsługowymi (np. Zapowiedzi stacyjne) oraz oświetleniem.
W segmencie torów zasilanych prądem stałym możliwe jest samodzielne zasilanie jednego modelu lokomotywy analogowej (lub dodatkowo do silników wyposażonych w DCC), w zależności od wyboru dostępnych na rynku systemów bazowych. Technika ta nosi nazwę rozciągania zerowego . Zarówno wysoki, jak i niski impuls bitów zerowych można przedłużyć, aby średnie napięcie (a tym samym prąd) było do przodu lub do tyłu. Jednakże, ponieważ surowa moc zawiera dużą składową harmoniczną, silniki prądu stałego nagrzewają się znacznie szybciej niż przy zasilaniu prądem stałym, a niektóre typy silników (szczególnie silniki elektryczne bezrdzeniowe ) mogą zostać uszkodzone przez sygnał DCC.
Zalety w porównaniu ze sterowaniem analogowym
Ogromną zaletą sterowania cyfrowego jest indywidualne sterowanie lokomotywami w każdym miejscu na planie. W przypadku sterowania analogowego, niezależna obsługa więcej niż jednej lokomotywy wymaga podłączenia toru do oddzielnych „bloków”, z których każdy ma przełączniki do wyboru sterownika. Dzięki sterowaniu cyfrowemu lokomotywy mogą być sterowane bez względu na to, gdzie się znajdują.
Cyfrowe dekodery lokomotyw często obejmują symulację „bezwładności”, w której lokomotywa będzie stopniowo zwiększać lub zmniejszać prędkość w realistyczny sposób. Wiele dekoderów będzie również stale dostosowywać moc silnika, aby utrzymać stałą prędkość . Większość sterowników cyfrowych pozwala operatorowi ustawić prędkość jednej lokomotywy, a następnie wybrać inną lokomotywę, aby kontrolować jej prędkość, podczas gdy poprzednia lokomotywa utrzymuje prędkość.
Ostatnie zmiany obejmują moduły dźwiękowe na pokładzie dla lokomotyw jak małe jak skali N .
Wymagania dotyczące okablowania są generalnie mniejsze w porównaniu do konwencjonalnego układu zasilanego prądem stałym. Dzięki cyfrowemu sterowaniu akcesoriami okablowanie jest rozprowadzane do dekoderów akcesoriów, a nie indywidualnie podłączane do centralnego panelu sterowania. W przypadku układów przenośnych może to znacznie zmniejszyć liczbę połączeń między płytami - tylko sygnał cyfrowy i wszelkie dodatkowe zasilacze wymagają krzyżowych połączeń listew przypodłogowych.
Przykładowe schematy
Systemy konkurencyjne
Istnieją dwie główne alternatywy europejskie: Selectrix , otwarty standard Normen Europäischer Modellbahnen (NEM) oraz zastrzeżony system Märklin Digital . System US Rail-Lynx dostarcza zasilanie o stałym napięciu do szyn, podczas gdy polecenia są przesyłane cyfrowo za pomocą światła podczerwonego .
Inne systemy obejmują Digital Command System i Trainmaster Command Control .
Kilku głównych producentów (w tym Märklin , Roco , Hornby i Bachmann ) weszło na rynek DCC wraz z producentami, którzy się w nim specjalizują (w tym Lenz, Digitrax, ESU, ZIMO, Kühn, Tams, North Coast Engineering (NCE), Digikeijs i CVP Produktów EasyDCC, Sound Traxx, Lok Sound, Train Control Systems i ZTC). Większość jednostek centralnych Selectrix to jednostki wieloprotokołowe, które w pełni lub częściowo obsługują DCC (np. Rautenhaus, Stärz i MTTM).
Zobacz też
Bibliografia
- ^ Werner Kraus. (1991). Modellbahn Digital Praxis: Aufbau, Betrieb i Selbstbau. Düsseldorf: Alba. ISBN 3-87094-567-2
- ^ Strona główna DCC „Strona domowa DCC” , NMRA.org , dostęp 19 grudnia 2010.
- ^ Strona główna DCC „S-9.3.1 (wycofana)” , NMRA.org , dostęp 23 listopada 2018 r.