Bistr 2

Schéma bistru:

Jak jsem napsal, není to nic složité, je to vlastně můj VEDZES doplněný o dvojitou detekci zkratu.

Popis činnosti:

Signál DCC přichází na optočleny 6N137, které opticky oddělují Bistr od ostatních silových obvodů. Zvláštnost je samostatné ovládání zámku hradla NAND, kdy je tak umožněno odstavit DCC dvěma způsoby. Je to z toho důvodu, že výkonový most L6203 někdy zůstane viset v rozdílovém stavu a musí byt možnost to blokovat. Proto se nejdříve odstavuje hradlo v 6N137 a až potom se odstaví vstup ENABLE obvodu L6203. Potom se může hradlo uvolnit a už na něm nezáleží. Signál DCC pokračuje na hradlo EXOR, kde se podle stavu druhého vstupu nechá projit nezměněné nebo se invertuje. Je vhodné použít co nejrychlejší typ hradla , aby se nevnášelo další zpoždění. Pak pokračuje signál DCC na výkonový most L6203, kde se zesílí na požadovanou úroveň. Na výstupu je Boucherotuv člen, který odstraňuje zákmity a trošku zlepšuje rychlost přeběhu.

Vše důležité se děje na dvou snímačích protékajícího proudu, to jsou trimry R12,13, kde se vyhodnocuje okamžitý odběr a podle toho se Bistr chová. Trimry jsou zavěšeny na přerušení, kde se vyhodnotí krizový stav. Pokud je nahozeno přerušení od INT0, tak se přehodí fáze a pokud od INT1, tak se Bistr vypne na dobu, než zkrat pomine. V zásadě jsem to mohl nechat jako u Vedzes, ale přece jenom není nutné modely vystavovat plnému zkratovému proudu, pokud jen chceme přepnout fázi. Fáze se přepíná při proudu 1.5A a celý Bistr se blokuje při zkratovém proudu 3.5A.

Při kontrole na dvojpaprskovém osciloskopu jsem zjistil, že posuv fáze mezi vstupem a výstupem se pohybuje mezi 800nS až 900nS a z toho 90% času si bere L6203. Nevím, proč jsem to tehdy měřil, ale přesně při tom mne napadlo, zkusit výkonově sledovat fázi DCC. Jinak napsané, přinutit Bistr sledovat, přes detekci zkratu, úplně jiný signál DCC. No a to je ta klíčová myšlenka, která mi umožnila vymyslet obvod, který dokáže spojit dvě úplně rozdílné centrály v jednom layoutu bez omezení provozu. Dokonce ani moc nezáleží na délce oddělovacího úseku, který by ale měl být delší než soupravy, které berou proud oběma konci. Bistr dokáže sledovat přes detekci zkratu úplně cizí DCC signál. Bohužel by to chtělo velmi rychlý zesilovač, aby zpoždění bylo co nejmenší. Obvod L6203 dokáže max. 300kHz a tak tam vzniká hazard o délkách od 2 do 3uS, podle toho, jak rychlý je konkrétní L6203. Tyto impulsy dokonale rozbijí DCC signál a tak po dobu přejezdu přes rozhraní je loko neovladatelná. Je ale zajímavé, že některé dekodéry to dokáží zvládnout a čas mezi hranami menší než 10uS prostě ignorují. Jsou to dekodéry Uhlenbrock a Digitrax. Měl jsem to ve svých dekodérech taky zabudované, prostě pokud byla vzdálenost mezi hranami menší než 45uS, tak se program vracel zpátky bez vyhodnocení. Podle normy by měla být vzdálenost od 50- 64uS mezi hranami při logické „1“. Při logické „0“ je tolerance mnohem větší, protože se může použít analogový režim.

Jako vždycky, nic není jednoduché. Například tady se projevil problém s EMF, kdy loko nebere proud stejnoměrně, ale v dávkách. Tím myslím to, že odběr z kolejí je nepravidelný a v momentě, kdy elektronika čte zpětnovazební napětí na motoru, je odběr dokonce jen pár mA. Není to kritické pro Bistr, ale například pro detekci obsazení to může být problém.

Pro aplikaci Bistru je ale nutné trošku omezit zkratový proud na rozhraní. Je celkem vhodné tam dávat do obou kabelů na protilehlý modul dva odpory v hodnotě 5 Ohmů a výkon aspoň na 5W. Je to proto, že je celkem zbytečné, aby ten druhy boostr šel do zkratu naplno. Bistr má ochranu nastavenou na 1.5A při přefázování, ale ten druhý boostr ne.

Zapojení Bistru do layoutu.

Přechod přes rozhraní „B“ je bezproblémový a je tam stejná fáze jako v centrále napravo. Najetím na rozhraní „A“ začne Bistr násilně, přes detekci zkratu, sledovat signál DCC od centrály nalevo a tak nedochází k zastavení loko, vlivem úplně rozdílných signálů DCC, zkratem. Je to trošku brutální, a celkem běžně se to používá. Podobné obvody na přepínání fáze, na základě použití relé, jsou o jeden až tři řády pomalejší a tím pádem horší. Pokud se použijí dva odpory 5Ω/5W podle obrázku, tak přepínání je mnohem šetrnější, jak pro loko, tak pro levý boostr.

Ovládání loko přes ovladače je taky jednoduché. Po přejetí rozhraní „A“ se přepíchnete do dalšího Loconet boxu , který patří k druhé centrále a normálně pokračujete. Na samotném rozhraní je loko neovladatelná a je nutno s tím počítat. Pokud si ovladač nepřepíchnete, tak loko pokračuje dál, než ho zastaví vlastní automatika. Proto je asi výhodné se přepíchnout před přejetím rozhraní „A“. Tím získáte kontrolu ihned po přejetí rozhraní. Přejezd přes rozhraní „A“ v žádném případě neomezuje a neovlivňuje jiné lokomotivy v layoutu.

Na Bistr požívám procesory Atina2313 i Atmel 89LP2052. Oba musí mít krystal aspoň na 14MHz a víc, aby se zajistilo dostatečně rychlé přepínání. Oba procesory jsou jednocyklove a tak není mezi nimi, v rychlosti, rozdíl. Oba jsou pinově kompatibilní (pozor na RESET) a tak se dají navzájem nahradit.

Jediným problémem Bistru zůstává stejně jako u Vedzesu jeho napájení. Naprosto ideální je použít spínaný zdroj 15V/3.8A, který se používá jako univerzální a má několik napěťových výstupů. Protože Bistr nemá usměrnění a stabilizaci, tak je naprosto nevhodné použít jiný zdroj. Jinak ale, tento zdroj je výhodnější než klasika, protože jeho cena se pohybuje do 28Eur a za to nekoupíte ani jen klasiku trafo ~16V/60W.

Bistr lze naprosto bez problémů použít jako přepínač fáze na smyčky, triangle a točny a v plném rozsahu nahradí Vedzes.

Tohle je jeden z klasických případů, kdy méně, znamená více a nemusí to byt monstra, jaké jsem vymyslel naposledy. Vyrobeno celkem 6 ks, všechny pracují bez problémů.