Цифровое командное управление - Digital Command Control
Цифровое командное управление (DCC) - это стандарт системы цифрового управления моделями железных дорог . При оснащении цифровым командным управлением локомотивы на одном и том же электрическом участке пути могут управляться независимо.
Протокол DCC определяется рабочей группой по цифровому командному управлению Национальной ассоциации модельных железных дорог (NMRA). NMRA зарегистрировало термин DCC, поэтому, хотя термин Digital Command Control иногда используется для описания любой цифровой модели системы управления железной дорогой, строго говоря, он относится к NMRA DCC.
История и протоколы
Цифровая система командного управления была разработана (по контракту с немецкой компанией Lenz Elektronik GmbH) в 1980-х годах для двух немецких производителей железнодорожных моделей, Märklin и Arnold . Первые цифровые декодеры, которые произвел Lenz, появились на рынке в начале 1989 г. для Arnold (N) и в середине 1990 г. для Märklin (Z, H0 и 1; Digital =). Мерклин и Арнольд вышли из соглашения по вопросам патентов, но Ленц продолжил разработку системы. В 1992 году Стэн Эймс, который позже возглавил рабочую группу NMRA / DCC, исследовал систему Märklin / Lenz как возможного кандидата на стандарты NMRA / DCC. Когда комитет по командному управлению NMRA запросил у производителей материалы для предложенного им стандарта командного управления в 1990-х годах, Märklin и Keller Engineering представили свои системы для оценки. Комитет был впечатлен системой Мерклина / Ленца и на раннем этапе остановился на цифровых технологиях. В конечном итоге NMRA разработало собственный протокол, основанный на системе Ленца, и расширил его. Позднее система получила название Digital Command Control. Первые коммерческие системы, построенные на NMRA DCC, были продемонстрированы на Конвенции NMRA 1993 года, когда был объявлен предлагаемый стандарт DCC. Предлагаемый стандарт был опубликован в октябрьском выпуске журнала Model Railroader за 1993 год до его принятия.
Протокол DCC является предметом двух стандартов, опубликованных NMRA : S-9.1 определяет электрический стандарт, а S-9.2 определяет стандарт связи . Также доступны несколько документов о рекомендуемых практиках.
Протокол DCC определяет уровни сигналов и тайминги на треке. DCC не определяет протокол, используемый между командной станцией DCC и другими компонентами, такими как дополнительные дроссели. Существует множество проприетарных стандартов, и, как правило, командные станции от одного поставщика несовместимы с дросселями от другого поставщика.
RailCom
В 2006 году Ленц вместе с Кюном, Зимо и Тамсом начал разработку расширения протокола DCC, чтобы обеспечить канал обратной связи от декодеров к станции управления. Этот канал обратной связи обычно может использоваться для сигнализации о том, какой поезд занимает определенный участок, а также для информирования командного пункта о фактической скорости двигателя. Этот канал обратной связи известен под названием RailCom и был стандартизирован в 2007 году как NMRA RP 9.3.1.
Цитата «Стандарты и Рекомендуемая практика 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
Как работает DCC
Система состоит из источников питания, командных станций, ускорителей и декодеров.
Командная станция DCC создает цифровой пакет. Многие командные станции интегрированы с усилителем (бустером), который в сочетании с источником питания модулирует напряжение на дорожке для кодирования цифровых сообщений, обеспечивая при этом электроэнергию. Для больших систем могут использоваться дополнительные ускорители для обеспечения дополнительной мощности.
Напряжение на дорожке - это чистый цифровой сигнал. Сигнал DCC не следует за синусоидой, так как это не форма волны переменного тока. Командная станция / усилитель быстро включает и выключает напряжение на рельсах, в результате чего возникает модулированная импульсная волна . Одна шина всегда противоположна другой, и каждый импульс данных повторяется. Продолжительность подачи напряжения обеспечивает метод кодирования данных. Чтобы представить двоичную единицу, время короткое (номинально 58 мкс), в то время как ноль представлен более длинным периодом (номинально не менее 100 мкс). Поскольку полярность отсутствует, направление движения не зависит от фазы рельса.
Каждый локомотив оснащен многофункциональным декодером DCC, который принимает сигналы с пути и после исправления направляет мощность на электродвигатель по запросу. Каждому декодеру дается уникальный рабочий номер ( адрес ) для компоновки, и он не будет действовать по командам, предназначенным для другого декодера, таким образом обеспечивая независимое управление локомотивами в любом месте компоновки без особых требований к проводке. Электроэнергия также может быть направлена на осветительные приборы, дымогенераторы и звуковые генераторы. Этими дополнительными функциями можно управлять удаленно с контроллера DCC. Стационарные декодеры также могут получать команды от контроллера аналогичным образом, что позволяет управлять стрелочными переводами, разъединителями, другими рабочими аксессуарами (такими как объявления станции) и светом.
В сегменте гусениц с приводом от DCC можно приводить в действие одну аналоговую модель локомотива отдельно (или в дополнение к двигателям, оборудованным DCC), в зависимости от выбора коммерчески доступных базовых систем. Техника называется нулевым растяжением . Либо высокий, либо низкий импульс нулевых битов может быть расширен, чтобы сделать среднее напряжение (и, следовательно, ток) либо прямым, либо обратным. Однако, поскольку исходная мощность содержит большую гармоническую составляющую, двигатели постоянного тока нагреваются намного быстрее, чем при питании от постоянного тока, и некоторые типы двигателей (особенно электродвигатели без сердечника ) могут быть повреждены сигналом DCC.
Преимущества перед аналоговым управлением
Большим преимуществом цифрового управления является индивидуальное управление локомотивами, где бы они ни находились. При аналоговом управлении для независимой работы более чем одного локомотива требуется, чтобы путь был соединен в отдельные «блоки», каждый из которых имеет переключатели для выбора контроллера. Используя цифровое управление, локомотивами можно управлять, где бы они ни находились.
Цифровые декодеры локомотивов часто включают моделирование «инерции», когда локомотив будет постепенно увеличивать или уменьшать скорость реалистичным образом. Многие декодеры также постоянно регулируют мощность двигателя для поддержания постоянной скорости . Большинство цифровых контроллеров позволяют оператору установить скорость одного локомотива, а затем выбрать другой локомотив для управления его скоростью, в то время как предыдущий локомотив сохраняет свою скорость.
Последние разработки включают в себя звуковые модули на плате для локомотивов , как малые , как N масштаб .
Требования к проводке обычно снижаются по сравнению с традиционной схемой питания постоянного тока. При цифровом управлении аксессуарами проводка распределяется по дополнительным декодерам, а не подключается индивидуально к центральной панели управления. Для портативных компоновок это может значительно сократить количество межплатных соединений - только для цифрового сигнала и любых дополнительных источников питания требуется кросс-соединение с основной платой.
Пример схемы
Конкурирующие системы
Существуют две основные европейские альтернативы: Selectrix , открытый стандарт Normen Europäischer Modellbahnen (NEM) и проприетарная система Märklin Digital . Система US Rail-Lynx подает питание на рельсы с фиксированным напряжением, в то время как команды отправляются в цифровом виде с использованием инфракрасного света .
Другие системы включают цифровую командную систему и командное управление поездом .
Несколько крупных производителей (включая Märklin , Roco , Hornby и Bachmann ) вышли на рынок DCC вместе с производителями, которые специализируются на нем (включая Lenz, Digitrax, ESU, ZIMO, Kühn, Tams, North Coast Engineering (NCE), Digikeijs и CVP. Продукты 'EasyDCC, Sound Traxx, Lok Sound, Train Control Systems и ZTC). Большинство центральных блоков Selectrix являются многопротокольными блоками, полностью или частично поддерживающими DCC (например, Rautenhaus, Stärz и MTTM).
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Вернер Краус. (1991). Modellbahn Digital Praxis: Aufbau, Betrieb und Selbstbau. Дюссельдорф: Альба. ISBN 3-87094-567-2
- ^ Домашняя страница DCC "Домашняя страница DCC" , NMRA.org , доступ 19 декабря 2010 г.
- ^ Домашняя страница DCC "S-9.3.1 (прекращено)" , NMRA.org , по состоянию на 23 ноября 2018 г.