Perusteita: tasavirta- (DC) ja vaihtovirtajärjestelmät (AC), digitaaliohjaus ja analogiohjaus

Keskustelua radan ja rakennusten sähköistämisestä. Digitaali / analogi järjestelmistä, vaihdemoottoreista ym.

Valvojat: jhr, Hermanni

Avatar
Olli
Konduktööri
Viestit: 87
Liittynyt: 28.10.2007 19:30

Perusteita: tasavirta- (DC) ja vaihtovirtajärjestelmät (AC), digitaaliohjaus ja analogiohjaus

Viesti Kirjoittaja Olli »

Tämä on vähän nolo kysymys, mutta mitä nuo kaksikisko ja kolmikiskojärjestelmät ovat? :oops: En edes tiedä että kumpi tuo minun aloituspaketti on... Vai oliko ne Rocolla pelkkiä kaksikiskojärjestelmiä?
Viimeksi muokannut LOK, 11.06.2018 04:03. Yhteensä muokattu 1 kertaa.
Syy: Samaa teemaa käsittelevät viestiketjut yhdistetty.
http://www.freewebs.com/ollihp/ <--- Kuvauspäiväkirja aloitettu!
Avatar
Hermanni
Asemapäällikkö
Viestit: 415
Liittynyt: 07.02.2006 18:05

Re: Apua aloitteljalle!

Viesti Kirjoittaja Hermanni »

Olli kirjoitti:Tämä on vähän nolo kysymys, mutta mitä nuo kaksikisko ja kolmikiskojärjestelmät ovat? :oops: En edes tiedä että kumpi tuo minun aloituspaketti on... Vai oliko ne Rocolla pelkkiä kaksikiskojärjestelmiä?
Rocon aloituspaketit on kaksikiskojärjestemiä, Rocon vetureita saa kyllä kolmikiskomalleinakin (Märklinille siis).
Kaksikiskovaunut käy kumpaankin järjestelmään, kolmikisko (Märklinin) vaunut ja veturit eivät käy kaksikiskoradalle.
Ylläpito
Prt fani
Matkustaja
Viestit: 8
Liittynyt: 22.10.2013 07:13

Perusteita: tasavirta- (DC) ja vaihtovirtajärjestelmät (AC), digitaaliohjaus ja analogiohjaus

Viesti Kirjoittaja Prt fani »

Mitä eri ohjausjärjestelmiä on olemassa? Tiedän vain digitaaliohjauksen (DCC). Millä järjestelmällä pystyy ajamaan vaikka kahta junaa samaan aikaan raiteilla? Olen siis aloittelija. :| Kiitos jo ennakkoon.
Viimeksi muokannut LOK, 15.12.2017 03:56. Yhteensä muokattu 1 kertaa.
Syy: Otsikko muutettu, off-topic poistettu ja tekstiä oikoluettu.
JuhaTelimaa
Lämmittäjä
Viestit: 110
Liittynyt: 11.01.2007 16:36

RE: Perusteita: tasavirta- (DC) ja vaihtovirtajärjestelmät (AC), digitaaliohjaus ja analogiohjaus

Viesti Kirjoittaja JuhaTelimaa »

Tasa- ja vaihtovirta

Aloitetaan ajasta ennen digitaaliaikaa, jolloin rakennettiin rata, yhdistettiin muuntaja rataan, laitettiin juna kiskoille ja käännettiin muuntajan nupista, jolloin juna lähti liikkeelle.

Tätä tekniikkaa sanotaan nyt analogiaohjaukseksi, jossa veturin moottorille syötetään sähköä kiskojen kautta muuntajalta, ja moottori pyörii muuntajalta tulevan jännitteen mukaisella nopeudella.

Fleischmannin, Pikon, Rocon ja monen muiden junat yleisimmissä mittakaavoissa toimivat n. 14 voltin tasavirralla. Huomattavin poikkeus tähän yleissääntöön on Z-mittakaava, jossa kalusto vaatii alhaisemman jännitteen (8V). Nämä jännitteet on standardisoitu MOROP-järjestön toimesta NEM-630 -standardissa. Tasavirrassa on plus- ja miinusnavat kuten paristoissa ja akuissa. Näissä moottorin suunnanvaihto käy napaisuutta vaihtamalla.

Märklinin järjestelmässä käytetään noin 16 voltin vaihtovirtaa. Tämä johtuu luultavasti siitä, että 1900-luvun alkupuolella, kun Märklin alkoi tehdä pienoisjunia, ei tasasuuntausdiodeja vielä oltu keksitty ja tasavirran teko muuntajan avulla oli hankalaa ja kallista. Vaihtovirralla ei ole plus- tai miinusnapoja, vaan yleensä puhutaan nollajohdosta (maa, 0) sekä vaihejohdosta, jossa napaisuus vaihtelee plussan ja miinuksen välillä tietyllä taajuudella (Suomessa 50Hz) aaltomaisesti.
Vaihtovirtamoottoreissa ei napaisuuden vaihto siksi vaikuta pyörimissuuntaan, joten se on vaihdettava muulla tavalla.

Tasavirtamoottoreissa on yleensä kestomagneetit, joilla tehdään moottorin magneettikenttä. Vaihtovirtamoottoreissa ei kestomagneetteja voi käyttää, sillä magneettikentän täytyy vaihtaa suuntaa vaihtovirran tahdissa. Vaihtovirtamoottoreissa magneettikenttä tehdään kenttäkäämillä. Kenttäkäämi on moottorin sivussa oleva ”johtokimppu”. Märklinin vaihtovirtamoottoreissa kenttäkäämi sisältää itse asiassa kaksi käämiä , yksi kummallekin pyörimissuunnalle, ja kulloinkin käytössä oleva valitaan veturissa olevalla suunnanvaihtoreleellä. Suunnanvaihtorele vaihtaa asentoa, kun sille annetaan 24 voltin jännitepulssi. Mainittakoon vielä että vaihtovirtamoottori toimii myös tasavirralla.


Kaksi- ja kolmikiskojärjestelmä

Kaksi- vai kolmekiskojärjestelmä on pienoisrautatiemaailman ikuinen kiistelyn aihe. Molemmat kuitenkin sopivat yhtä hyvin tarkoitukseensa, ja erot ovat makuasioita.

Märklinin kiskoissa toinen napa on yhdistetty molempiin kiskoihin ja toinen kiskojen välissä oleviin nastoihin. Niinpä veturi saa toisen navan kaikkien pyörien kautta ja toinen napa tulee veturin alla olevan laahaimen avulla.
Tasavirralla toimivissa junissa toinen kisko on plus-napaan ja toinen miinusnapaan yhdistetty, eli veturi saa plus-virran toisen puolen pyöristä ja miinus-virran toisen puolen pyöristä. Tämän takia kaksikiskojärjestelmässä saman akselin pyörät täytyy olla eristetyt toisistaan.

Sinänsä ei ole väliä kumpaa sähköä näissä kiskoissa käytetään. Kaksikiskolla voisi ajaa vaihtovirralla ja kolmikiskolla tasavirralla, jos niitä varten olisi olemassa vetureita.

Kolmikiskolla on jonkin verran helpompi tehdä paluusilmukoita ja vaihteissa sähköistys on yksinkertaisempaa, koska eri puolen kiskojen yhtymisestä ei ole haittaa. Myös veturin virransaanti on hieman häiriöttömämpää, koska virroittavia pyöriä on enemmän napaa kohti.

Kaksikiskoraiteet ovat paremman näköisiä saatavissa olevan matalamman profiilin takia, ja toisaalta kaluston valikoimaa on enemmän ja hinnat siten myös halvempia. Keskellä kiskoa olevat virtanastat eivät myöskään ainakaan paranna ulkonäköä.


DIGITAALIJÄRJESTELMÄ

Tavallisessa eli analogisessa radassa veturia ohjattiin siis suoraan muuntajasta syötetyllä sähköllä. Digitaalijärjestelmässä ohjauslaite syöttää kiskoille tasaisesti virtaa koko ajan ja antaa samalla käskyjä vetureille ja muille laitteille. Nämä käskyt välitetään ratasähkön mukana lyhyinä pulsseina. Veturissa olevat dekooderit eli vastaanottimet tulkitsevat käskyt ja ohjaavat veturin toimintoja kuten suuntaa, nopeutta, valoja jne.


Mitä hyötyä on digitaaliohjauksesta?

Ensiksikin voidaan ajaa useita vetureita yhtäaikaa. Käytännössä kahden veturin ajaminen yhdellä ohjaimella on mahdotonta, mutta vetureita voidaan vuorotella kätevästi ohjaimesta. Jokaiselle veturille asetetaan oma osoitenumero, josta dekooderi tietää kenelle kulloinenkin käsky on tarkoitettu. Ohjaimia voidaan myös tietyin edellytyksin liittää rataan useita, jolloin yhtäaikaisia ajajia voi olla useita. Lisäksi vetureihin saadaan useita lisätoimintoja (vaunujen irrotus, valojen ohjaus, erilaisia ääniä jne.)
Suuri etu on myös johdotuksen huomattava väheneminen. Vaihteita, opastimia jne. ei tarvitse enää erikseen ohjata omilla kytkimillä, vaan digitaaliohjain käyttää myös niitä kiskossa kulkevien käskyjen avulla. Kannattaa kuitenkin muistaa, että ”digitaalisähkö” on kallista sähköä, ja esim. radan varressa olevat lamput on halvempaa valaista ”tavallisella” sähköllä.

Myös vetureiden kulkuominaisuuksia on mahdollista parantaa ohjelmoimalla dekooderi kullekin veturille sopivimmaksi.

Harrastuksen edetessä ohjauksen muuttaminen tietokonepohjaiseksi kasvattaa mahdollisuuksia edelleen.


Tasavirta- ja vaihtovirtadigitaalijärjestelmät

Itse asiassa ei ole olemassa tasavirta- tai vaihtovirtadigitaalijärjestelmää. Vaihtovirrassa jännite vaihtelee aaltomaisesti plussan ja miinuksen välillä, ja tasavirrassa on kiinteät plus- ja miinusnavat. Digitaalisähkössä kaikissa järjestelmissä jännite vaihtelee karkeasti ottaen pulssien mukaan kahden jännitteen välillä.

Tasavirta/kaksikiskomaailman digitaaliohjaus puhuu kuitenkin eri ”kieltä” kuin Märklinin kolmikiskojärjestelmä. Tasavirtamaailmassa yleisin järjestelmä noudattaa NMRA:n DCC-tekniikkaa (National Model Railroad Association; Digital Command Control), jonka on kehittänyt alunperin saksalainen Lenz-tehdas, kun taas Märklin käyttää omaa Motorolan tekniikkaan perustuvaa järjestelmää.

Yleensä puhutaan DCC- ja Märklinin digitaalijärjestelmästä. Näitä voidaan tietyin edellyksin käyttää sekaisin myös samassa radassa, kunhan vain digitaaliohjain kykenee käyttämään molempia kieliä.

Märklinin deltajärjestelmä on riisuttu versio ”oikeasta” digitaaliohjauksesta. Deltassa voitiin ohjata neljää veturia kerrallaan, mutta ei vaihteita tai muita laitteita. Deltaohjain on jo poistunut myynnistä, mutta kaikki deltadekoodereilla varustetut veturit toimivat myös nykyisissä Märklinin järjestelmissä.

Märklinin Motorola-järjestelmän ja DCC:n lisäksi on olemassa Döhler&Haas-insinööritoimiston Trix-tehtaalle jo 1982 kehittämä Selectrix-järjestelmä, josta on nyttemmin tullut tietyssä mielessä avoin standardi. Selectrixin edut tulevat esiin erityisesti pienimmissä N- ja Z-mittakaavoissa, sillä Selectrix-järjestelmän veturi-dekooderit ovat mitoiltaan pienempiä kuin muissa järjestelmissä ohuimman ollessa alle 2mm paksu. Selectrixin tiedonsiirtonopeus on myös suurempi kuin muissa järjestelmissä, mikä on etu isoilla radoilla ja analogisia ratoja digitalisoitaessa on junankulkua ohjaavien opastimien toiminta Selectrixissä yksinkertaisen nerokas.


Digitaalivetureiden moottorit

Dekooderilla varustetuissa vetureissa voidaan käyttää samoja moottoreita kuin analogia-käytössäkin. Dekoodereita on sekä tasavirta että vaihtovirtamoottoreille. Koska tasavirtamoottorit ovat halvempia ja helpommin säädettäviä, on myös Märklin alkanut käyttää vetureissaan niitä.

Dekooderilla varustetut junat toimivat myös analogisissa radoissa. Yleensä ne tunnistavat analogijärjestelmän automaattisesti, joskin jotkut vanhat dekooderit täytyy asettaa käsin analogikäyttöön.


Vanhojen vetureiden digitalisointi

Analogiset veturit voidaan muuttaa digitaalijärjestelmään sopiviksi lisäämällä niihin sopiva dekooderi. Uudemmissa vetureissa on valmis liitin dekooderille, vanhemmissa muunnostyö vaatii usein hieman juotostaitoja ja elektroniikan perusteiden tuntemista, mutta ei ole vaikeaa eikä kallista, halvimmillaan dekooderin saa kympillä.
Viimeksi muokannut LOK, 15.12.2017 03:58. Yhteensä muokattu 1 kertaa.
Syy: Vaihdettu kuvaavampi otsikko.
Prt fani
Matkustaja
Viestit: 8
Liittynyt: 22.10.2013 07:13

Re: Help!

Viesti Kirjoittaja Prt fani »

Kiiitos paljon! Sinun "netti sivusi" ovat hienot! Tämä auttoi ymmärtämään paljon.
ealab
Veturinkuljettaja
Viestit: 1185
Liittynyt: 21.09.2007 09:49

Re: Help!

Viesti Kirjoittaja ealab »

Juha Telimaan hyvin kirjoittamaan asiaan ei ole enemmän sanomista!
Vastaa Viestiin