Zapojení elektrické výzbroje
Pod tímto hrdým názvem se skrývá popis zapojení osvětlení a trakčních motorů.
Protože jistě budeme chtít postavit věrohodný model, musíme počítat s provozem i večer za tmy. Proto by měl být model vybaven osvětlením, a to nejen vnějším, ale také vnitřním. Vnější osvětlení – to jsou světlomety, obrysová a koncová světla a v neposlední řadě také světla směrová a popřípadě i brzdová. Tady bych chtěl říci, že v podstatě lze model osadit funkčními všemi druhy osvětlení (skutečně - na mém modelu T1 fungují i brzdová světla), ale je to náročné na preciznost provedení a na osazení elektronickými prvky. Pro jednoduchost jsem u dalších modelů zůstal jen u základního osvětlení a směrových světel. Jejich ovládání je řešeno otáčením podvozku, což má v provozu jednu nevýhodu – vůz musí nejdříve začít zatáčet, aby směrová světla začala blikat.
Nyní k provedení jednotlivých druhů osvětlení. Jednotlivá světla jsou tvořena svítivými diodami LED příslušné barvy a v sérioparalelním zapojení, samozřejmě s předřadnými rezistory. Obrysová jsou bílá (to dělá trochu problém), směrová jsou oranžová, koncová a brzdová jsou červená. S obrysovými světly jsem si poradil následujícím způsobem. Když jsem začínal se stavbou modelů, neexistovaly ještě bíle svítící diody LED, použil jsem proto světle žluté a jejich pouzdro jsem přetřel bílou barvou. Za denního světla to nevypadá špatně (i když to není ideální) a pokud světlo svítí, má lehce žlutý nádech, což není večer na závadu, spíše naopak. Jako čelní světlomety jsem používal nízkovoltové žárovky 5-6 V. Dnes bych však považoval za výhodnější použití bíle svítících diod LED, což jsem nyní aplikoval na všechny modely. Totéž platí pro osvětlení interiéru vozu. Podotýkám, že ve vozech jsou pro napájení osvětlení (a další elektroniky) umístěny akumulátory, které by bylo možné za určitých podmínek za jízdy dobíjet. Hovoříme-li o směrových a brzdových světlech, pak je třeba říci, že se jedná vesměs o elektronické obvody. Pro napájení je nejvýhodnější použití 4 kusů NiMH akumulátorů s kapacitou alespoň 2100 mAh. Směrová světla mají dva shodné obvody. Pro každý směr je použit jeden elektronický blok, který ovládá diody LED osazené na jedné straně vozu. Diody jsou k přerušovači připojeny trvale a jsou tedy v činnosti vždy, když je v činnosti přerušovač. Aby mohl být v činnosti, musí být napájen. Jeho napájení zajišťuje přepínač, který je umístěn mezi podvozkem a karosérií vozu. Je tvořen vinutou pružinou a dvěma dotekovými kontakty. Konstrukce je dobře patrná na fotografii (šipkami jsou označeny kontakty). Na pružině je trvalé napájecí napětí a při pootočení podvozku dojde k doteku vždy jen s jedním kontaktem. Tím se dostane napájecí napětí k přerušovači právě na té straně vozu, na které má blikat směrové světlo. Jako vodiče se dají použít například i lakované dráty o průměru asi 0,3 mm, které se používají pro vinutí cívek transformátorů nebo tlumivek. Jejich vedení modelem je potřeba velmi dobře uvážit, aby při provozu nedošlo k jejich poškození a zároveň nesmějí být nikde nápadné. Lze je například táhnout pod podlahou za plentami a nahoru ke střeše s nimi procházet v okenních sloupcích. Stejným způsobem je potřeba protáhnout trakční vodič od sběrače proudu. Na tento vodič je ovšem lépe použít slaněný vodič v izolaci PVC a o průměru aspoň 1 mm (trakční proud může nabýt podstatně větších hodnot). Dobré je mít na paměti, že všechny tyto vodiče je potřeba důkladně připevnit pokud možno v celé délce a při instalaci mít dobře a jednoznačně označeny vždy oba konce tak, abychom při konečné montáži věděli odkud kam který vodič vede.
S konstrukcí přerušovače může poradit zručný elektronik, nebo zdatnější modelář. Není na něm nic složitého, obsahuje jeden integrovaný obvod a pár pasivních součástek (viz schéma pod textem). Umístění těchto elektronických komponent včetně napájecích akumulátorů je nejlepší doprostřed vozu pod podlahou. V těchto místech jsou i u skutečných vozů rozmístěny různé agregáty a jsou zde plechové skříně, které musíme na modelu také umístit (i když mohou být jen z tvrdého a nalakovaného papíru). Do těchto míst také musíme umístit vypínač osvětlení i hlavní vypínač, který zcela odpojí akumulátory. Na ten bychom neměli rozhodně zapomenout. Je to čistě z důvodů jejich ochrany. Pokud by totiž něco zůstalo náhodou zapnuté, vybily by se do nulového napětí a to by je spolehlivě zničilo.
Každému je jistě jasné, že aby se model mohl pohybovat a svítit, potřebuje elektrickou energii. Pro pojezd modelů v současné době používám běžný stejnosměrný napájecí systém, shodný se standardním napájecím systémem používaným pro železniční modely. Rozdíl je jen v použitém napájecím zdroji. Používám vlastní konstrukci s výkonnějším transformátorem a polovodičovým usměrňovačem s elektronickým regulátorem. Důvod tohoto řešení je prostý. Napájecí systém je dimenzovaný na provoz minimálně dvou souprav s určitou výkonovou rezervou. Motory používám Mabuchi na 12 V. V každém hnacím podvozku je jeden motor, který pohání vždy jednu nápravu. Motory jsou propojeny paralelně. Při rozjezdu za nejhorších podmínek jedno vozidlo tedy může odebírat proud až cca 2 A. Protože mám v provozu i vůz KT8D5, který má motory čtyři a soupravu 2 x T6, což jsou také čtyři motory, mohl by tedy v určitém případě v jednom okamžiku narůst odběr proudu až na 8 A a v případě provozu obou vlaků současně výjimečně až 16 A (prakticky však k takové situaci nikdy nedochází).
Jak jsem již uvedl, k osvětlení modelů používám napájení z akumulátorů. Tento systém jsem zavedl hned ze tří důvodů. Za prvé je to kvůli stabilnímu napětí, za druhé kvůli tomu, aby osvětlení bylo funkční i když je vypnuto trakční napájení a za třetí je z nich napájena elektronika – především směrová světla. Protože pro napájení trakce používám stejnosměrné napájecí napětí od 0 do 12 V, docházelo by k pozvolnému rozsvěcení a zhasínání osvětlení, respektive jeho intenzita by kolísala podle okamžitého napětí v trakčním vedení. Akumulátory tedy zajistí konstantní a nezávislé napětí pro osvětlení. Směrová světla jsou tak funkční i bez trakčního napětí. Akumulátorům ale musíme zajistit správné a pravidelné dobíjení. To lze provést několika způsoby. Můžeme použít externí nabíječ a akumulátory dobít vždy před jízdou, nebo do vozidla vestavět elektroniku a dobíjet je za jízdy. Tento systém jsem zkoušel u modelu vozu T1 a pak KT8D5, ale abych řekl pravdu, tak se mi ani u jednoho modelu příliš neosvědčil. Už jen vzhledem k tomu, že osvětlení používám velice zřídka (noční provoz není častý), jsem tento způsob opustil. U vozidla KT8D5 mělo napájení akumulátory ještě další důvod. Byla tam použita další elektronika pro přepínání směru jízdy, resp. určení čela vozu (KT8D5 je obousměrné vozidlo). Později jsem to však vyřešil obyčejným dvoupólovým přepínačem a dvěma relátky, každé se dvěma přepínacími kontakty. A pokud ve vozidle nebyly akumulátory vloženy, byl jako čelní článek pevně definován článek A. V současné době doznal model trochu rekonstrukce a z obousměrného vozidla se stalo "jednosměrné". Tedy trvale jezdící vpřed článkem A.
Trakční proud sbíráme z trolejového vedení a kolejnic (nebo jenom kolejnic). Pro napájení lze použít obyčejný transformátor, jaký se používá pro napájení modelového kolejiště. Jeho výkon je pro napájení jednoho modelu dostačující. Samozřejmě lze pro napájení použít i jiné systémy, kdy v troleji (nebo kolejnicích) bude stálé střídavé napětí a vozidlo budeme ovládat pomocí digitálních systémů. V tomto případě pak nejsou potřeba pro napájení osvětlení akumulátory. Ovšem budou potřeba jiné žárovky, či elektronika pro diody LED a určitě vzrostou náklady na stavbu, protože digitální ústředna není nejlevnější záležitostí (několik tisíc Kč) a vozidlo také musí být vybaveno dekodérem, který v současnosti přijde na něco okolo 2000,- Kč, popřípadě i více.
Příklad celkového schéma zapojení elektrických obvodů modelu je na obrázku pod textem. Pokud bychom stavěli soupravu, nesmíme zapomenout, že u zadního vozu za jízdy nesvítí čelní světlomety. Buď je neosazujeme žárovkami, či diodami LED, nebo doplníme vůz o vypínač právě těchto světel.
Nyní bych ještě ztratil pár slov o brzdových světlech. První pokusy byly provedeny s tzv. rtuťovým prasátkem, které poprvé použil jeden můj kolega modelář. Funguje to dobře, ale po zastavení vozidla brzdová světla zhasnou anebo naopak se při pomalém brzdění zase nerozsvítí. Proto jsem se pokusil o jiné řešení elektronickou cestou. Jednou z cest byla velikost trakčního napětí. Při nulovém nebo velmi malém, kdy ještě vozidlo nebylo schopné se rozjet, světla svítila. Po jeho zvýšení světla zhasla. Jenomže se opět projevil obdobný nedostatek - při pomalém brzdění se světla nerozsvítí. Dělal jsem ještě další experimenty s elektronikou, ale žádný dostatečně jednoduchý obvod mě neuspokojil, proto jsem již od dalších pokusů ustoupil a další modely brzdová světla nemají.
Příklad zapojení elektrických obvodů vozu T6: (kliknutím na obrázek se otevře nové okno v plném rozlišení)
Schéma zapojení přerušovače směrových světel: (kliknutím na obrázek se otevře nové okno v plném rozlišení)
