Překombinovaný Smyčkový modul S88

Hlavní myšlenka smyčkového modulu je - využít existující sběrnici zpětného hlášení S88 ke sběru dat. Na sběrnici proudí data o obsazených úsecích, ohlasech výhybek, případně dalších snímačích. Tyto údaje se typicky sbírají kvůli automatizaci provozu, nebo i pouhé signalizaci na ovládacím pultu nebo displayi. Případné další přídavné senzory, zavedené kvůli přepínání smyčky (kolejové kontakty, optické závory, ...) mohou být také pro signalizaci nebo PC řízení užitečné - na rozdíl od jiných modulů pro bezzkratové řízení modul S88 podporuje jejich začlenění do celkové koncepce řízení kolejiště.

Smyčkový modul může sledovat změny senzorů a vyhodnocovat jejich průběh a ze změn v navazujících úsecích odhadovat polohu a směr jedoucí soupravy. Případné další snímače - jazýčková relé, optické závory atd mohou dále zpřesnit informace o pozici a/nebo směru soupravy. Pro základní jednoduchý provoz vystačí i pouhé proudové detektory a případně jednoduchý ohlas polohy přestavníku.

Základ smyčkového modulu tvoří moje oblíbené Arduino Nano, které má přímo vyvedený MicroUSB konektor. USB se používá ke konfiguraci a případnému monitorování činnosti. Příkazové rozhraní není nijak úžasné, vychází ze staršího kódu ReflexShield, je zde rozhodně co zlepšovat. Konfigurace se provádí textovými příkazy, a jde vypsat jako celek pro případné zálohování nebo archivaci - výpis tvoří sada příkazů, která - je-li vložena do "prázdného" modulu plně obnoví nastavení.

Tradiční bez-zkratové řízení

Tradiční způsob řízení vyžaduje zapojení senzorů, které zpracuje specializovaný modul. Ten řídí buďto jen polaritu, nebo i přestavník jako modul J.Fučíka . Tento modul vyžaduje aby na každé straně přepínaného úseku byl detekční úsek, kterým se smyčkový modul řídí.

To znamená, potřebujeme:

• úsek s výhybkou
• jeden úsek vjezd
• vlastní přepínaný úsek smyčky
• jeden úsek výjezd

Modul J.Fučíka pracuje jen se servy. Máte-li motorické nebo elektromagnetické přestavníky - smůla. Navíc si modul "uzurpuje" řízení výhybky: to samozřejmě moc nevadí - ale většinou jsou přestavníky zapojené do jiných dekodérů a tenhle jeden by byl "zvláštní" (jinak nastavovaný, jinak fungující). Dále pak jsou nutné 2 další úseky, v rámci "smyčkové" koleje - minimálně na délku lokomotivy, což prodlužuje přepínaný úsek. Zároveň se "nějak" musí zajistit snímání obsazenení v detekčních úsecích (odkazovaný modul to nereší), aby se vlak "neztratil z raradu" případného řídícího software, nebo na panelu.

Odhaduji, že autonomní přepínání výhybky a "mizení" vlaku může způsobit potíže u SW stavění vlakových cest, případně u automatického provozu, který podle obsazení sleduje polohy souprav.

Modul S88 se naproti tomu soustředí jen na přepínání polarity. Nechává řízení výhybky na nadřazeném systému či operátorovi, takže na typu přestavníku nebo jeho ovládání nijak nezáleží. Také nijak nepředepisuje způsob detekce, kromě toho, že jsou data senzorů k dispozici na S88 - provedení senzorů může být libovolné, dokonce mohou aktivaci signalizovat i hodnotou "0", modul S88 si umí hodnoty invertovat.

Balónová smyčka

Tradiční nejjednodušší smyčka, navíc s úplně jednoduchým způsobem řízení. Potřebujeme jen ohlas nebo spínač polohy přestavnílku. Poloha výhybky přímo určuje polaritu v úseku.

Na to žádný složitý modul není třeba, stačí dorazový mikrospínač na přestavníku, který v jedné poloze sepne relé. Protože obsluha (nebo software) "ve správný čas" přehodí přestavník, a ten případně sepne (nebo odepne) relé a tím změní polaritu.

Potíž zůstává jen s tím, kdy je ten správný čas: výhybka musí být v okamžiku přehození už volná - a nemáme žádný indikátor, kdy se tak již stalo. Můžeme nanejvýš odpočítat čas podle rychlosti jízdy.

Balónová smyčka s S88

Když S88 modul zaznamená obsazení úseku 1 (přibližovací). Podle aktuální polohy výhybky přepne relé - v zobrazeném případě nechá relé v nečinnosti. Při vjezdu vlaku do úseku 1 je tak smyčka připravená k vjezdu. Zároveň se však také sledují změny polohy výhybky - při změně směru se rovněž přepne polariy podle výhybky. Je tedy možné:

• nastavit výhybku do požadovaného směru a pak vjet soupravou do úseku
• najet soupravou do úseku a až pak přehodit výhybku

Po nájezdu přes výhybku je stále detekovaná souprava jak v bloku 1 (přiblížení), tak v bloku 2 (smyčka). Polarita se měnit nebude, aby se nevznikl zkrat. Jestliže souprava změní směr a bude sunout vozy zpět, přejde modul postupně do stavu "přiblížení" (ale na polaritě se nic měnit nebude), případně "nečinný", když souprava opustí přibližovací úsek (1).

Poté co souprava úplně opustí úsek s výhybkou a přejde celá (detekovaná část) do přepínaného úseku, uvolní se úsek 1. Teď může "operátor", nebo řídící software přehodit výhýbku. Může stále nastat "podhození" výhybky - pokud není poslední vagon uzpůsobený pro detekci přítomnosti v úseku, není žádná indikace, že celá souprava opustila výhybku.

Než se výhybka přehodí, zůstane polarita nezměněná.

Přehozením výhybky je dán pokyn ke změně polarity. Pokud je ale v přibližovacím úseku jiná souprava, polarita se nezmění, k tomu dojde až po uvolnění přibližovacího úseku. Ve chvíli kdy budou splněné podmínky pro výjezd (volný úsek, výhybka ve správném směru), modul přepne polaritu ve smyčce.

Po přepnutí už není možné se se soupravou vrátit zpět. Bez přídavných senzorů nemá modul způsob, jak zjistit, že se souprava obrátila. Zjistí se to v okamžiku přejezdu zpět na výhybku, ale zkrat je rychlejší. Je možné zastavit, čekat libovolně dlouho, ale ne se vrátit sunutím zpět.

Zvolenou polaritu modul drží, až

• vlak opustí přibližovací úsek 1 směrem pryč od smyčky, nebo
• obsadí se čistě jen úsek smyčky (obsazení úseku 1 zmizí)

Když vlak zcela opustí hlídané úseky, modul přejde do klidového stavu a vypne relé.

Z toho je jasné, že vjezd do smyčky odbočkou a následný návrat sunutím nebude fungovat - bez přídavného senzoru, který by řídil spínání relé. Prostý průjezd, klidně i se zastavením, však bude fungovat vždy.

Smyčka s nádražím

Tato situace je obdobná, jako u balónu, s několika komplikacemi. Přibližovací a výjezdový úsek jsou odlišné - vjezdový (řekněme) úsek tvoří pravé zhlaví nádraží. Výjezdový úsek pak levé zhlaví nádraží, případně volná trať (úsek 1).

Jednodušší případ je, pokud je detekovaný úsek "zeleného" zhlaví protažený tak, aby se na něj (a před přepínaný úsek smyčky) vešla nejdelší lokomotiva. Horší je, když je detekovaný úsek zeleného zhlaví směrem do smyčky jen ta výhybka samotná: většinou je krátká, a není zaručeno že proudový snímač ohlásí obsazení - v takovém případě je ale možnost sestavit přibližovací úsek ze 2 detekovaných úseků (volná trať 1, výhybka / zhlaví vlevo): obsazení v kterémkoliv z nich se bude brát jako obsazení přibližovacího úseku.

V této konfiguraci nebude fungovat v některých případech bez přídavného senzoru návrat stejnou trasou přes výhybku: po průjezdu výhybkou, (její poloha společně s obsazením přibližovacího úseku slouží k přepnutí relé) se relé ihned přepne, neboť jsou splněny podmínky pro výjezd. Návrat výhybkou pak ale není možný.