Tee itse: kaksivaloinen pääopastin (H0)

Keskustelua radan rakentamisesta, maisemoinnista, ratapihakaavioista, ym.

Valvojat: jhr, Hermanni

Vastaa Viestiin
LOK
Lämmittäjä
Viestit: 161
Liittynyt: 19.10.2015 21:42

Tee itse: kaksivaloinen pääopastin (H0)

Viesti Kirjoittaja LOK »


Innostuin suomalaisten tavaravaunujen rakentelun lomassa kokeilemaan, kuinka helposti uuden opastinjärjestelmän mukainen opastin rakentuu H0-mittakaavaan. Ensimmäiseksi mallailukohteeksi valitsin opastimista yksinkertaisimman eli 2-valoisen pääopastimen. Kokeilun lopputuloksena syntyi helposti koottava, edullinen sekä varsin näyttävä H0-opastin, jonka pohjalta on mahdollista kehitellä myös esiopastimen sekä 3-valoisen pääopastimen pienoismallit.

Ohessa kuvia ja selostusta rakenteluprojektini eri vaiheilta muille aiheesta kiinnostuneille. Opastin on rakennettu messinkiputkesta, ledeistä, käämilangasta sekä itse suunnittelemistani 3D-tulosteista. Ledien suojaus sekä kirkkauden säätö on toteutettu parilla vastuksella.

- LOK


Kuva 1: Koeajoraiteelle asennettu pääopastin antamassa “Aja”-opastetta (vasemmalla) ja “Seis”-opastetta (oikealla).
Kuva 1: Koeajoraiteelle asennettu pääopastin antamassa “Aja”-opastetta (vasemmalla) ja “Seis”-opastetta (oikealla).
Pääopastin_koekäytössä.jpg (74.26 KiB) Katsottu 991 kertaa


Opastimien mittatiedoista

Opastintaulujen mitat ovat saatavilla Rautatieviraston julkaisusta Turvalaitteet rautatiejärjestelmässä (julk. 2008). Julkaisu on vapaasti luettavissa Trafin arkistossa https://arkisto.trafi.fi/filebank/a/133 ... 1-2008.pdf. Opastintauluja on useita eri kokoja jopa kaksivaloisen pääopastimen suhteen. Olen käyttänyt omassa opastimessani 2-valoisen opastintaulun maksimimittoja.

Opastinmastojen mittatiedot löytyvät Ratahallintokeskuksen julkaisusta Ratatekniset määräykset ja ohjeet 6 – turvalaitteet (julk. 1998). Kyseinen julkaisu on saatavilla Docplayerista: https://docplayer.fi/68252876-Ratatekni ... hjeet.html.

Opastinmaston tikkaiden ja opastintaulun takana olevan turvakehikon mitat on arvioitava esikuvia tutkimalla. Opastinta mallintaessa kannattaa huomioida, että opastinmastojen tikkaiden sekä turvakehikon rakenteisiin on tehty muutoksia ajan saatossa. Lisäksi joitakin vanhan opastinjärjestelmän mukaisia opastimia on päivitetty uuden opastinjärjestelmän opastimiksi pelkän opastintaulun vaihdolla. Eroavaisuuksia voi tutkia esim. Vaunut.orgin valokuvahaulla.


Opastinmaston ja -taulun valmistus

Piirsin pääopastimesta FreeCADilla 3D-mallin (kuva 2) yläpuolen lähteiden sekä esikuvasta ottamieni valokuvien perusteella. Alkuperäisenä ajatuksenani oli 3D-tulostaa opastinmasto tikkaineen ja opastintaulun kiinnityskehyksineen yhtenä osana, jotta välttyisin pikkuosien liimailulta. Maston alaosassa on pari senttimetriä ylimääräistä pituutta, joka upotetaan ratapenkassa olevaan poteroon opastinta asennettaessa. Mustaksi maalattavan opastintaulun ja taulun takana olevan turvakehikon tulostin erillisinä osina, jotta ledien sekä johtimien asentaminen malliin olisi mahdollisimman helppoa.

Kuva 2: Kaksivaloisen pääopastimen 3D-malli FreeCADissa tarkasteluna.
Kuva 2: Kaksivaloisen pääopastimen 3D-malli FreeCADissa tarkasteluna.
Opastimen_3D-malli.jpg (18.92 KiB) Katsottu 991 kertaa


Opastinmaston 3D-tulostaminen ei kuitenkaan onnistunut toisessa viestiketjussa mainitsemallani Moai-tulostimella: Pitkä ja ohut masto tulostui Moailla käyräksi enkä saanut sitä suoraksi lämpökäsittelynkään avulla. Korvasin tästä syystä 3D-tulostetun maston messinkineliöputkella (leveys 2,40 mm ja sisämitta 1,6 mm), jonka sahasin oikeaan mittaan pienellä rautasahalla. Messinkineliöputkea ostin helsinkiläisestä Mallikaupasta.

Irrotin viallisesta mastosta tikkaat sekä opastintaulun asennuskehikon messinkineliöputkelle luovutettavaksi. Irrotukseen käytin askarteluveistä ja timanttiviilaa. Tikkaat lohkesivat viallisesta mastosta suhteellisen siististi kahtena osana. Maalausta odottavat opastimen osat on esitetty alapuolen kuvassa 3.

Kuva 3: Opastimen SLA-tulostetut osat ja messinkinen masto odottamassa maalausta.
Kuva 3: Opastimen SLA-tulostetut osat ja messinkinen masto odottamassa maalausta.
Opastimen_osat.jpg (59.85 KiB) Katsottu 991 kertaa


Maalasin opastimen messinkimaston Mastonin harmaalla spraypohjamaalilla numero 518. Käytin samaa maalia myös opastintaulun kehyksen sekä turvakehikon maalaukseen. Osien tuenta maalausvaiheiden aikana selviää kuvasta 4. Osien kuivuttua muutaman vuorokauden verran hioin osista pienet epätasaisuudet pois kuivalla vesihiomapaperilla (karkeus 1500) ja kiinnitin pohjamaalaamattomat tikkaat mastoon Erikeeper-liimalla. Liimauksen kuivuttua vuorokauden verran pintamaalasin harmaat osat uudelleen Maston 518 -maalilla. Pintamaalauksen jälkeen annoin osien kuivahtaa 20 minuutin ajan, jonka perään lakkasin osat kevyesti Mastonin spraymattalakalla numero 331.

Opastintaulun pohjamaalasin Mastonin mustalla spraypohjamaalilla numero 520. Opastintaulun tuenta maalausalustaan on esitetty kuvassa 4. Viikon kuivumisen jälkeen maalasin opastintaulun takapinnan samaisella maalilla. Takapinnan kuivuttua (7 vrk) siloitin opastintaulun etupinnan kuivalla vesihiomapaperilla (karkeus 1500) ja pintamaalasin osan etupinnan Maston 520 -maalilla.

Kuva 4: Opastimen osia eri maalausvaiheissa.
Kuva 4: Opastimen osia eri maalausvaiheissa.
Opastimen_osien_maalaus.jpg (74.77 KiB) Katsottu 991 kertaa


Viikon kuivumisen jälkeen opastintaulu oli valmis valkoisen reunakehyksen maalaukseen. Käytin reunakehyksen maalaukseen kokeiluluontoisesti valkoista korjauskynää, jolla normaalisti peitetään virheellisiä mustekynämerkintöjä paperista. Kuulakärkisellä korjauskynällä esiintyi ongelmia väriaineen levityksessä, sillä kuula ei saanut sileästä maalipinnasta riittävästi pyörimiseen vaadittavaa kitkaa. Vaivalloisen kynäilyn jälkeen onnistuin kuitenkin piirtämään opastintaululle valkoiset reunukset korjauskynällä. Seuraavan opastimen kohdalla käytän reunojen maalaamiseen suosiolla emalimaalia ja pientä sivellintä!

Reunakehyksen maalaamisen yhteydessä opastintauluun olisi voinut lisätä myös opastimen tunnuksen esim. siirtokuvana tai tarrana. En ollut päättänyt omalle opastimelleni vielä tunnusta, joten jätin merkinnän tässä vaiheessa tekemättä.

Annoin valkoisten reunaviivojen kuivua vuorokauden verran, jonka jälkeen lakkasin opastintaulun etupinnan Mastonin mattalakalla numero 331. Muutaman vuorokauden kuluttua lakkasin myös opastintaulun takapinnan samalla lakalla. Lakattujen osien kuivuttua siirryin ledien asennukseen.


Ledien asennus ja loppukokoonpano

Käytin opastimessani halkaisijaltaan 3 millimetrin ledejä, joita saa hankittua Suomesta mm. SP-Elektroniikalta Oulusta. Samaisesta liikkeestä voi hankkia myös ledien tarvitsemia etuvastuksia sekä 0,12 mm paksua käämilankaa opastinmaston sisällä kulkevia johdotuksia varten.

Katkoin käämilangasta noin kaksi kertaa opastinmaston pituisia pätkiä neljä kappaletta. Sain näin jokaiselle opastintaulun ledille yhden plusjohdon ja yhden miinusjohdon (paluujohdin). Ledit voi halutessaan kytkeä käyttämään myös yhteistä paluujohdinta, kunhan muistaa kytkeä ledit oikein päin yhteiseen paluujohtimeen. Käytin itse kahta paluujohdinta, sillä suunnittelemani opastinautomatiikka tarvitsee jokaiselta lediltä oman paluujohtimensa.

Siklasin askarteluveitsellä käämilankojen kummastakin päästä noin senttimetrin verran lakkaa pois. Lyhensin ledien jalat katkaisupihdeillä sopiviin mittoihin, jonka jälkeen kiersin jokaiselle jalalle pätkän käämilankaa (kuva 5). Juotin käämilangat ledeihin Juottamisesta aloitteleville mallinrakentajille -ketjun tarvikkeillani. Juottamisen jälkeen varmistin ledien ja käämilankojen toimivuuden yleismittarini diodintestaustoiminnolla. Katkotut ledijalat otin talteen myöhempää käyttöä varten.

Liimasin käämilangoilla varustetut ja testatut ledit opastintauluun Micro Kristal Klear -liimalla (kuva 5). Liiman kuivuttua vuorokauden sivelin ledien takaosat kauttaaltaan mustalla akryylivärillä, jotta opastimen valot kajastaisivat vain haluttuun suuntaan. Ledien mustauksen jälkeen kiinnitin opastintaulun lakattuun opastintaulun kehykseen Micro Kristal Klear -liimalla. Tämän kokonaisuuden liimasin puolestaan parin tunnin kuivumisen jälkeen kiinni opastinmastoon (kuva 6).

Kuva 5: Ledien asentaminen opastimeen. Ledien jaloista katkaistaan ylimääräinen pituus ja käämilangat juotetaan paikoilleen (kohta 1). Seuraavassa kuvassa (kohta 2) käämilangoilla varustetut ledit liimataan opastintauluun. Lopuksi ledien takaosat mustataan akryylivärillä (kohta 3).
Kuva 5: Ledien asentaminen opastimeen. Ledien jaloista katkaistaan ylimääräinen pituus ja käämilangat juotetaan paikoilleen (kohta 1). Seuraavassa kuvassa (kohta 2) käämilangoilla varustetut ledit liimataan opastintauluun. Lopuksi ledien takaosat mustataan akryylivärillä (kohta 3).
Ledien_asentaminen_opastintauluun.jpg (54.4 KiB) Katsottu 991 kertaa

Kuva 6: Opastintaulun kiinnitys mastoon liimaamalla. Johtimia ei ole tässä vaiheessa vielä ujutettu maston sisälle.
Kuva 6: Opastintaulun kiinnitys mastoon liimaamalla. Johtimia ei ole tässä vaiheessa vielä ujutettu maston sisälle.
Opastintaulun_liimaus_mastoon.jpg (67.4 KiB) Katsottu 991 kertaa


Kun opastintaulun ja maston välinen liimaus oli kuivunut, ujutin ledien käämilangat varovasti opastinmaston sisälle. Johtojen ujuttamisen jälkeen testasin kytkentöjen toimivuuden jälleen yleismittarini diodintestaustoiminnolla. Testauksen jälkeen liimasin käämilangat opastinmaston alaosaan pienellä määrällä liimaa, jotta langat eivät pääsisi hankautumaan messinkiputken alaosaa vasten ja rikkomaan sillä tavoin eristäviä lakkapintojaan. Liimasin samalla vauhdilla turvakehikon opastintaulun taakse.

Liimausten kuivuttua kolvasin käämilankojen vapaisiin päihin aiemmassa työvaiheessa varastoimani ledijalat, jotta opastimen kytkentä virtapiiriin olisi helpompaa. Niputin samalla punaisen ledin johtimet pienellä maalarinteipin palasella, jotta johtimien tunnistaminen olisi kytkettäessä helpompaa. Opastin on tämän jälkeen asennettavissa ratapenkalle (kuva 7).

On tärkeää huomata, että opastimeni ei itsessään sisällä ledien tarvitsemia etuvastuksia: etuvastukset ovat piilossa kuvassa 1 esiintyvän ratapohjan alla osana muuntajalta tulevia johtimia. Ilman etuvastuksia ledit tuhoutuisivat sekunneissa virran kytkennästä. :!: Käytin punaiselle ledille 5,1 kΩ:n etuvastusta ja vihreälle ledille 51 kΩ:n etuvastusta. Vihreä ledini on punaista lediä kirkkaampi, joten himmensin sitä 10 kertaa suuremmalla etuvastuksella.

Ledeistä ja niiden vaatimista etuvastuksista voi lukea lisää mm. Kuinka lasketaan etuvastus ledille? -ketjusta.

Kuva 7: Valmis pääopastin odottamassa asennusta.
Kuva 7: Valmis pääopastin odottamassa asennusta.
Opastin_valmiina.jpg (24.47 KiB) Katsottu 991 kertaa

EDIT: oikoluettu.
LOK
lakivija[at]hotmail.com

ealab
Veturinkuljettaja
Viestit: 1190
Liittynyt: 21.09.2007 09:49

Re: Tee itse: kaksivaloinen pääopastin (H0)

Viesti Kirjoittaja ealab »

Siisti opastin. Ohuen käämilangan, emaloidun, tinaus: kastetaan langanpää juotosnesteeseen, tai- pastaan. Kolviin tinaa ja sillä kääminpäähän, lanka tinahelmen sisällä. Jos vielä ei hyvin onnistu, niin lisää lämpöä. Vähän riippuu emalin laadusta, ja siitä, onko 2-kertainen. Helpoin on lakkaeristeinen käämi. Näin säilyy kääminpää mekaanisesti vahingoittumattomana. Kestää paremmin. Koettu.

tv_tyyppi
Konduktööri
Viestit: 71
Liittynyt: 27.08.2006 19:49

Re: Tee itse: kaksivaloinen pääopastin (H0)

Viesti Kirjoittaja tv_tyyppi »

Uskomattoman hienoa jälkeä ja kiitos työvaiheiden kuvauksista.

Avatar
mudhoney
Lämmittäjä
Viestit: 302
Liittynyt: 12.06.2007 13:32

Re: Tee itse: kaksivaloinen pääopastin (H0)

Viesti Kirjoittaja mudhoney »

Erinomaista.

LOK
Lämmittäjä
Viestit: 161
Liittynyt: 19.10.2015 21:42

Re: Tee itse: kaksivaloinen pääopastin (H0)

Viesti Kirjoittaja LOK »


Kiitokset kaikille kommenteista. :) Mukava huomata, että foorumia luetaan edelleen ahkerasti vähäisestä kirjoittelusta huolimatta.

Ohuen käämilangan siklaus askarteluveitsellä puulevyn päällä sujui ongelmitta, vaikka alkuoletukseni oli, että lanka menisi hyvin herkästi parin millimetrin pätkiksi veitsen kärjen alla. Kolvasin käämilangat ledijalkoihin siten, että myös siklaamatonta osuutta jäi aina hitusen juotokseen. Tämä antanee hieman lisävahvuutta käämilangoille. Suunnittelin opastimelle tulevien johtojen kytkennät lisäksi siten, ettei käämilankoihin kohdistu enää vetoa ratapöydän lävitse ujuttamisen jälkeen.

Löysin SP-Elektroniikan kotisivuilta pieniä suorakaiteen muotoisia SMD-ledejä punaisena, vihreänä sekä keltaisena (ledin malli Hewlett Packard SMT TOP LED HSMx-T600). Kyseisten ledien ulkomitat olisivat noin 3,1 x 2,8 x 1,9 millimetriä. Olisiko kellään kokemusta, miten helposti jalattomat SMD-ledit olisivat kolvattavissa käämilankaan? Korkeudeltaan vain 1,9 millimetriset ledit vastaisivat paremmin esikuvan lamppuja.
LOK
lakivija[at]hotmail.com

tv_tyyppi
Konduktööri
Viestit: 71
Liittynyt: 27.08.2006 19:49

Re: Tee itse: kaksivaloinen pääopastin (H0)

Viesti Kirjoittaja tv_tyyppi »

Eikös noita smd ledejä ole olemassa valmiiksi juotetuilla langoilla? Ei ole kokemusta, mutta kuvittelisin niiden juottaminen olevan varsin hankalaa.

Toinen vaihtoehto: 1,8mm 'perinteiset' ledit saattaisivat h0:ssa myös olla vielä ihan lähellä esikuvaa koon kannalta. Olen käyttänyt niitä N opastimiin, joihin ne ovat liian isoja, mutta kelpaavat vielä kun ei kiinnitä liikaa huomiota kokoon.

LOK
Lämmittäjä
Viestit: 161
Liittynyt: 19.10.2015 21:42

Re: Tee itse: kaksivaloinen pääopastin (H0)

Viesti Kirjoittaja LOK »

1,8 millimetrin ledit olisivat halkaisijaltaan liian pieniä tämän mallin H0-opastimiin: Aloitusviestiin linkatun Rautatieviraston määräyksen mukaan opastimen valoaukon halkaisijan on oltava vähintään 230 mm eli H0-mittakaavassa vähintään 2,64 mm. Kolmen millimetrin ledi on halkaisijan osalta siis juuri sopiva.

Harkitsin 3 millimetrin ledien linssiosan lyhentämistä viilaamalla, mutta kyseinen toimenpide vaikutti turhan työläältä saavutettuun hyötyyn nähden: 5,5-millimetrisen muoviosan kokonaispituudesta saisi viilaamalla turvallisesti ehkä vain 1-1,5 millimetriä pois.

Ehdotuksia langallisten SMD-ledien ostopaikoista ottaisin mielelläni vastaan, jos joku on nähnyt sellaisia myytävänä.

OT: Mistä olet muuten ostanut 1,8 mm:n ledejä? Voisin löytää niille käyttöä vaikkapa H0-vaunujen loppuopastimina.
LOK
lakivija[at]hotmail.com

tv_tyyppi
Konduktööri
Viestit: 71
Liittynyt: 27.08.2006 19:49

Re: Tee itse: kaksivaloinen pääopastin (H0)

Viesti Kirjoittaja tv_tyyppi »

1,8mm ledit on tilattu netistä, Briteistä taisi tulla kirjekuori.

LOK
Lämmittäjä
Viestit: 161
Liittynyt: 19.10.2015 21:42

Re: Tee itse: kaksivaloinen pääopastin (H0)

Viesti Kirjoittaja LOK »

Kiitos tiedosta. Suomalaisten kauppiaiden valikoimissa 1,8 mm:n ledejä ei ole tullut vastaan.
LOK
lakivija[at]hotmail.com

Psi
Lämmittäjä
Viestit: 268
Liittynyt: 24.02.2007 12:32

Re: Tee itse: kaksivaloinen pääopastin (H0)

Viesti Kirjoittaja Psi »

Tällaisiako:

https://www.partco.fi/en/search?control ... ed+1%2C8mm

https://www.radioduo.fi/kauppa/tarkenne ... ed+1%2C8mm

Kummallakin näyttää kotelo olevan olevan värillistä muovia, väritön olisi tietysti esikuvanmukaisempi, valon päällä olon erottaisi helpommin kirkkaammassakin ympäristössä, kun sammuksissa oleva valo ei näytä värilliseltä.

pekka
Viimeksi muokannut Psi, 31.03.2020 21:40. Yhteensä muokattu 1 kertaa.

ealab
Veturinkuljettaja
Viestit: 1190
Liittynyt: 21.09.2007 09:49

Re: Tee itse: kaksivaloinen pääopastin (H0)

Viesti Kirjoittaja ealab »

Nadenex on eräs led-firma. Turussa. Olen ostanut myös ebaysta. Eräät 1,8mm:n olivat surkeita, muovi pehmeni lämmöstä, muutenkin mekaanisesti heikkoja. Piti käsitellä, kuin kipeetä ……. Myyjänä Ronald Schäfer, muistaakseni. Kirjoitin hänelle näistä, asiallisesti. Vastaus: "entä sitten"-tyyliä. Sen sijaan World Trade Net-firman tuotteet ok. Näille kuvan ledeille riitti pelkkä pahasti katsominen. Ledejä olen ennenkin laitellut, jonkin verran.
Liitteet
20180318_141629.jpg
20180318_141629.jpg (107.26 KiB) Katsottu 819 kertaa

LOK
Lämmittäjä
Viestit: 161
Liittynyt: 19.10.2015 21:42

Re: Tee itse: kaksivaloinen pääopastin (H0)

Viesti Kirjoittaja LOK »

Psi kirjoitti:
31.03.2020 08:49
Tällaisiako:

https://www.partco.fi/en/search?control ... ed+1%2C8mm

https://www.radioduo.fi/kauppa/tarkenne ... ed+1%2C8mm

Kummallakin näyttää kotelo olevan olevan värillistä muovia, väritön olisi tietysti esikuvanmukaisempi, valon päällä olon erottaisi helpommin kirkkaammassakin ympäristössä, kun sammuksissa oleva valo ei näytä värilliseltä.

pekka
Etsiskelin ulkomuodoltaan 3 millimetrin ledien näköisiä eli linssiosasta kantaan saakka sylinterimäisiä ledejä, jotka olisivat vain 1,8 mm halkaisijaltaan. Nuo kannastaan neliskulmaiset ledit saattaivat kuitenkin ajaa myös asiansa: jos neliskanttinen pohja tekee tiukkaa asennettaessa, niin pohjaa voinee viilata noissa ledeissä kapeammaksi. Kiitokset linkeistä!
LOK
lakivija[at]hotmail.com

ealab
Veturinkuljettaja
Viestit: 1190
Liittynyt: 21.09.2007 09:49

Re: Tee itse: kaksivaloinen pääopastin (H0)

Viesti Kirjoittaja ealab »

Tuosta "susiled".-kuvasta päätellen ei viilattavaa juuri ole. Kuin vain lappeen puolelta. Niin olen tehnyt, kun Sr2 ylävaloja laittelen. 3mm ledin viilaus lyhyemmäksi sotkee valokuvion, ainakin jos on kirkasta muovia. Kokeile. Kauluksen voi kyllä hyvin viilata pois. Led vaan poraistukkaan hellästi....Näin tehty, ok. Opastimessa led voi hyvin tulla hieman lipan alle. Olen joskus tehnyt proton, metallista, ok.

Vastaa Viestiin