Optie 6 - Wissels, ontkoppelen en seinen

Wissels, seinen en ontkoppelrails kunnen zowel analoog als digitaal bestuurd worden.

Analoog

Uiteraard kun je wissels en ontkoppeling op een digitale baan nog steeds analoog (met drukknoppen en een eigen stroomvoorziening) of zelfs met de hand bedienen als je dat zou willen:

Analoog schakelpaneel

Digitale decoders

De digitale sturing van wissels, seinen en ontkoppelrails biedt een hele wereld aan nieuwe mogelijkheden. De centrale of de PC bedient dan via een schakeldecoder de wissels en de seinen en je kunt dan bv stations of rijwegen echt gaan automatiseren.

Kant-en-klare modules

DR4018 decoder

Deze schakeldecoders kunnen uiteraard (magneet)wissels sturen, maar er zijn meer mogelijkheden: ontkoppelen, rijstrookblokken, seinen, servo's, et cetera. De mogelijkheden verschillen per merk en model. Klik op de links voor detailinformatie.

Tip - Servo's zijn zeer geschikt om wissels, die geen eigen aandrijving hebben, te mechaniseren (de servo kan natuurlijk ook onder het oppervlak gemonteerd worden of bv worden weggewerkt in de scenery):

Wisselsturing met een servo

Inbouwmodules

Er bestaan ook kleine inbouwdecoders (bv van Marklin en van Viessmann) die je in een wisselbehuizing kunt integreren. Let er bij de aanschaf op dat het juiste protocol ondersteund wordt!

Marklin inbouwdecoder

Naast de keuze voor kant-en-klare modules kun je natuurlijk ook zelf een schakeldecoder bouwen. Daarbij heb je eigenlijk 2 keuzes: Arduino boards en bijbehorende componenten of een complete zelfbouw set.

Zelfbouw DCC-decoder Arduino

Een multifunctionele DCC schakeldecoder voor de aansturing van wissels, seinen, ontkoppelen en andere accessoires, kun je goedkoop en gemakkelijk zelf bouwen. Als je een Arduino Uno of Nano gebruikt heb je de beschikking over 16 uitgangen, als je kiest voor een Arduino Mega heb je er nog veel meer (54).

De zelfbouw DCC schakeldecoder bestaat uit 3 delen:

1. Een kleine bufferschakeling om het DCC-signaal van de rails of de centrale veilig, elektrisch gescheiden, door te koppelen naar het Arduino board (via een optocoupler).
    
2. Een Arduino Nano, Uno of Mega board.
    
3. Componenten die er aan de outputzijde van de Arduino voor zorgen dat accessoires ook echt geschakeld kunnen worden. Want een Arduino zelf kan maar maximaal 200ma stroom leveren op de outputs tezamen. Daar ga je al snel overheen bij modelspoor. Je hebt dus vaak ook nog een externe adapter 5-12v nodig. Enkele voorbeelden van output componenten:
    
   • Relais om bv magneetwissels, seinen of ontkoppelrails te schakelen (€ 0,50, Cn):
     
     
      
   • Mosfets en transistoren om krachtigere stroom te schakelen (eventueel dimbaar) dan een Arduino board zelf maximaal kan leveren, bv verlichting, seinen of elektromotoren (€ 0,50, Cn):
     
     
      
   • Servo's om iets te laten bewegen (bij voorkeur via een Arduino servo shield), bv mechanische seinarmen, overwegen, et cetera (€ 1,50, Cn):
      
     
      
      
     
   • Stappenmotors met driver boards
      
   • DC elektromotoren met H-briges of een Arduino motor shield
     

Klik op de link bij onderstaande afbeelding voor een PDF (3 bladzijden) met de bouwbeschrijving van de multifunctionele Arduino DCC schakeldecoder. Deze bestaat uit een Arduino Nano, Uno of Mega, een zelfbouw printje, enkele losse componenten (optocoupler, weerstanden, LED) en de modules die je aan de output kant nodig hebt om dingen aan te sturen (bv relais, mosfets of servo's). Stel dat je met 16 relais 8 wissels wilt aansturen, dan kost deze schakeling ongeveer € 15,- (Cn):

Zelfbouw multifunctionele DCC-decoder (klik voor PDF)

Aanvullende links bij deze multifunctionele zelfbouw schakeldecoder:

• De Arduino DCC library die je nodig hebt
• De sketch voor het Arduino board
  
  Deze sketch zorgt voor het uitlezen en het decoderen van het DCC-signaal. De aansturing van outputmodules is in elke situatie anders en die is daarom nog niet voorgeprogrammeerd, die code kun je zelf nog toevoegen.

De zelfbouw DCC schakeldecoder geïntegreerd in wisselschakelingen (in dit geval Marklin M-rails):

Wisselsturing zelfbouw DCC-decoder (klik voor PDF)

De zelfbouw DCC schakeldecoder geïntegreerd in ontkoppelschakelingen (in dit geval Marklin M-rails):

Ontkoppelen zelfbouw DCC-decoder (klik voor PDF)

Complete zelfbouw sets

Je kunt ook complete zelfbouw sets kopen. Soms kun je deze zelfs reeds gebouwd bestellen. Je kunt dus kiezen of je de schakeling zelf wil assembleren of niet. Vaak zijn deze (zelfbouw) schakeldecoders ook gebaseerd op de Arduino technologie (dwz een ATmega processor):

Connectoren

Om de wissels, seinen en de ontkoppelrails te verbinden met de schakelstroom en de decoderuitgangen, gebruik ik 3-polige Dupont connectoren (€ 2,- voor 50 stuks, Cn):

3-polige Dupont connectoren, female

Seinen

Seinen horen bij het spoor. In het echt beveiligen ze het spoor en zorgen voor een goed verloop van het verkeer. Om seinen te digitaliseren op een modelbaan sluit je ze meestal via een schakeldecoder aan. Met een decoder kunnen de seinen de juiste commando's ontvangen en uitvoeren:

• Armsein digitaliseren
• Lichtsein digitaliseren
• Stoppen voor een sein

Armsein digitaliseren

De meeste armseinen zijn te digitaliseren met een normale wissel- of schakeldecoder die de aandrijving van het sein aanstuurt. Daarnaast hebben veel fabrikanten ook speciale seindecoders voor armseinen ontwikkeld. Welk type decoder nodig is, is afhankelijk van welke aandrijving het sein heeft. Magneetaandrijvingen kunnen bijvoorbeeld met normale wisseldecoders omgezet worden. Voor een servo aangedreven armsein dient een servodecoder gebruikt te worden. De verschillende vormen van aandrijvingen hebben verschillende effecten op het omzetten van het armsein. Aandrijvingen op basis van magneten zetten de seinen meestal te snel om. Bij motor- en servo-aangedreven seinen kan meestal de snelheid apart worden ingesteld.

Lichtseinen digitaliseren

Voor lichtseinen moet een decoder worden gebruikt die een constante spanning levert voor het laten branden van de LED's of lampjes van het lichtsein. De zelfbouw DCC schakeldecoder die eerder op deze pagina beschreven is, is hier prima geschikt voor.

Lichtseinen

Stoppen voor het sein

Iedereen wil natuurlijk de trein mooi laten stoppen voor het sein. Bij digitale sturing zijn er een aantal manieren om te regelen dat een trein automatisch stopt voor het sein:

• Aansturen met asymmetrisch DCC-signaal
• Aansturen met de remgenerator
• Aansturen via treinbesturingssoftware
• Aansturen als op een analoge baan

Aansturen met asymmetrisch DCC-signaal:

Bij digitaal rijden met het DCC-protocol is het mogelijk om met een aantal diodes een rem- en/of stopsectie te maken, waarbij een digitale locomotief stopt voor het sein. De diodes creëren een asymmetrisch DCC-signaal waar alle DCC-decoders op reageren door af te remmen naar 0. Na het opheffen van het asymmetrische signaal zal de locomotief weer rustig optrekken en verder rijden. De firma Lenz biedt het systeem aan als ABC (Automatic Braking Control) waarmee een compleet digitaal bloksysteem gebouwd kan worden. Met het systeem kan tevens het betreffende sein in de juiste stand worden gezet. De verlichting en het geluid (de soundgenerator) van de treinstellen blijven gewoon werken en zijn ook te bedienen wanneer een trein voor het sein stilstaat.

Remschakeling diodes DCC (klik)

Aansturen met de remgenerator:

Bij digitaal rijden met het DCC-protocol is het mogelijk om met een remgenerator te werken. Dit is een booster die een constante remopdracht geeft via de boosteruitgang. Diverse fabrikanten hebben deze in hun productcatalogus staan. Als de trein zich in het blok bevindt waar het signaal van de remgenerator op staat, gaat de loc automatisch remmen en stoppen. Om de trein verder te laten rijden, schakelt de remgenerator over naar de gewone generator. Het aansturen door de loc kan bv met terugmelders.

Aansturen via treinbesturingssoftware:

De software regelt dat het sein het juiste seinbeeld aangeeft, de trein netjes stopt voor het sein en de trein daarna weer optrekt om verder te rijden. De meest betrouwbare oplossing is om een rem-stopsectie te maken bij het sein. Een andere oplossing is, om de rem-stopsectie in de treinbesturingssoftware in te stellen, de zogenaamde virtuele bezetmeldpunten. Daardoor hoeven geen aparte secties gemaakt te worden. De verlichting en het geluid van de treinen blijven gewoon werken en zijn ook stilstaand voor het sein te bedienen.

Aansturen als op een analoge baan:

Bij het sein wordt dan een stopsectie gemaakt waardoor een gedeelte van de rails spanningloos geschakeld wordt. Het schakelen van deze stopsectie en het sein, is te doen met de seindecoder of met relais. Het nadeel is dat de spanning naar de rails wordt onderbroken. Hierdoor komt de locomotief spanningloos te staan en reageert nergens meer op. Gevolg is ook dat eventuele binnenverlichting uitgaat. Als de stroom weer wordt ingeschakeld dan vertrekt de trein weer.

Digitale seinen met Arduino (klik voor PDF)

In veel situaties zou je kunnen stellen dat seinen op een digitale modelspoorbaan 'passief' zijn. Ze regelen het verkeer niet echt zelf, maar ze reageren op instructies die de centrale heeft gegeven. De centrale neemt bv het besluit om een wissel om te zetten, een locomotief te stoppen en een sein te wisselen, als bv een gevolg van een terugmelding vanaf de rails.

Volgende pagina: terugmelding en bezetmelding

Inhoudsopgave van dit blog