Sistemi di frenata e segnali

di Yuri Pini e Paolo Portigliatti (9 giugno 2008)
Dopo numerose richieste sul forum cerchiamo di spiegare, in modo alquanto sintetico, quanto i sistemi digitali ci offrono per affrontare il problema dello stop dei treni in prossimità dei segnali. Parleremo delle varie soluzioni possibili che non necessitano dell'impiego del pc.
Va ricordato che il digitale nasce per il controllo manuale a vista dei convogli e che qualsiasi sistema/metodo che tenda ad automatizzarne il funzionamento, fermare un treno davanti ad un segnale a via impedita lo è, ha un impatto abbastanza invasivo sul plastico ma in alcuni casi anche sui rotabili.
Va tenuto presente inoltre che già da un po' di tempo si sta cercando di normare una nuova versione del protocollo DCC in grado di permettere ai decoder locomotiva di poter dialogare con la centrale digitale. Nelle intenzioni il nuovo protocollo dovrebbe supplire anche all'esigenza dello stop condizionato dei treni.
 
Metodi
Innanzitutto cerchiamo di distinguere quali metodi sono disponibili cercando di trovarne i pro e i contro:
  • Corrente Continua (Break on DC)
  • Broadcast DCC Stop
  • Broadcast DCC stop & Manipolazione Pacchetto
  • ABC (Lenz)
  • HLU
  • Railcom
  • Lissy
 
Corrente Continua (Break on DC)
E’ il sistema più semplice e sfrutta un evento considerato come "anomalo" dai decoder: l’assenza di pacchetti DCC che può essere indotto in due modi.
Da una parte possiamo semplicemente togliere corrente ad una tratta, di conseguenza venendo a mancare l'energia al treno, questo si fermerà allo stesso modo di come accade nei vecchi impianti analogici. Ovviamente questo metodo ha il grave svantaggio di far perdere tutte quelle caratteristiche di realismo tipiche del digitale come rallentamento graduale, luci accese, etc.
L'altra soluzione, break on DC, alternativa alla prima, è quella di alimentare alternativamente una tratta dal DCC al DC (corrente continua). Se una locomotiva con decoder DCC e funzionamento analogico disabilitato passa sopra una tratta alimentata in modo tradizionale il decoder fermerà il convoglio secondo l'inerzia impostata e mantenendo le luci accese. Per far ripartire il convoglio basterà rialimentare la tratta in DCC.
Pro e contro
Non richiede centraline o moduli speciali e funziona con tutti i decoder DCC. Inoltre, i collegamenti da effettuare sono simili a quelli del classico blocco automatico in DC.
Di contro, un convoglio, al passaggio da DCC a DC puó subire un brusco cambio di velocità o uno stop di pochi istanti dovuti proprio al cambio di alimentazione dato dal relais. Inoltre al fine di non creare danneggiamenti alla centrale digitale è necessario che prima di effettuare la commutazione l'intero convoglio deve essere dentro la tratta a cui verà cambiata l'alimentazione. La tratta di binario deve essere sezionata su entrambe le rotaie.
 
 
Broadcast DCC stop
È il sistema più comune e funziona in modo simile al Break on DC. Differentemente, nella tratta sezionata, viene inviato un apposito pacchetto "broadcast", ovvero un pacchetto DCC che viene eseguito indifferentemente da tutti i decoder locomotiva. Il pacchetto broadcast viene generato da un apposito dispositivo che non è altro che una centrale digitale semplificata che ripete in continuazione sempre e solo il comando di stop.
Ad esempio, un prodotto commerciale in grado di generare il pacchetto è il LENZ LG100 in combinazione con un Booster LV100 riservato.
Alternativamente esiste anche un progetto che puó essere facilmente realizzato in casa, il DCCbox del mitico Heiko Schroeter.
Lo schema è assai simile a quello DC tranne che questa volta al posto dell'alimentatore in continua troveremo l’uscita del booster dedicato.
Pro e contro
Anche con questo sistema il convoglio deve essere per intero all'interno della tratta. Inoltre il pacchetto DCC di stop non tiene conto della direzione originaria del convoglio. Questo si traduce nel rischio che il treno una volta fermo inverta le luci. Anche in questo caso nel momento in cui avviene la commutazione puó verificarsi un momentaneo comportamento irregolare della loco. La tratta di binario deve essere sezionata su entrambe le rotaie.
 
 
Broadcast DCC stop & Manipolazione Pacchetto
Questo sistema è una evoluzione del precedente e per il momento prodotto solo da Kühn (Bremsmodul 87800). Invece di inviare un semplice pacchetto DCC broadcast di velocità zero, ispeziona quanto arriva dalla centrale e modifica solo la parte di pacchetto relativo al valore della velocità (step). I pacchetti DCC relative alle funzioni non vengono invece toccati. Di conseguenza sulla tratta alimentata dal modulo viene mantenuta la corrente direzione del convoglio e di conseguenza è possibile controllare le funzioni tramite centrale digitale.
Pro e Contro
Risolve il problema delle luci e rimane possibile comandare tutte le funzioni della locomotiva quali luci e suoni. Di contro come il sistema precedente richiede una lunga sezione isolata di rilevamento e rallentamento di lunghezza pari al treno più lungo più lo spazio di frenata. Funziona con qualsiasi decoder. La tratta di binario deve essere sezionata su entrambe le rotaie.
 
 
ABC
E’ uno degli ultimi ritrovati in campo digitale e funziona sul rilevamento del segnale DCC asimmetrico da parte del decoder sulla loco. Al momento gli unici decoder a supportare tale funzione sono gli ZIMO e i LENZ.
Ogni qual volta la loco sente il segnale asimmetrico rallenta fino a fermarsi.
Per ottenere il DCC asimmetrico basta creare una tratta sezionando una sola rotaia e collegare il sezionamento alla centrale digitale tramite una cascata di diodi.
La semplicità di questo modulo ne permette la facile autocostruzione con comuni diodi. Lo switch collegato in parallelo ai diodi permette di rendere simmetrico il DCC (funzionamento normale). La chiusura dello stesso viene interpretato dal decoder come un via libera.

Interessante è la possibilità di sostituire lo switch con un transistor; se questo viene pilotato a 50Hz (la frequenza del segnale di rete) l’ABC interpreta il DCC asimmetrico come una semplice comando rallentamento.
Pro e Contro
Viene supportato solo da pochi decoder recenti. I collegamenti necessari sono molto semplici e intuitivi. La fermata o il rallentamento si attua solo nella direzione dei 3 diodi e non nell’altra quindi un treno che arriva dalla direzione opposta ignora, come nella realtà, il segnale.
 
 
HLU
Il metodo HLU è stato inventato da ZIMO circa 20 anni fa e successivamente integrato nel DCC, quando questo è diventato NMRA compatibile.
Con il metodo HLU è possibile simulare l'influenza dei segnali come avviene nella realtà, isolando una sola rotaia per ogni tratta.
E' possibile avere 5 livelli di rallentamento, più velocità di crociera e funzione di lo stop.
Attraverso la sola sezione è dunque possibile:
  • sapere se è libera o occupata
  • da CHI è occupata (riconoscimento dell'indirizzo del decoder - fino a 4 loco)
  • dare un livello di rallentamento in base al traffico ed agli itinerari programmati
Il cavallottaggio delle carrozze tra sezioni con livelli di velocità diversi non causa alcun corto-circuito. La precisione del punto di fermata è garantita dalle tratte precedenti di rallentamento.
Il riconoscimento avviene tramite dei micro-cortocircuiti generati dal decoder ed attualmente l'unico sistema bi-direzionale completo.
 
Pro e Contro
Richiede decoder e Moduli Compatibile HLU come ad esempio lo Zimo MX1 oltre al/ai moduli Zimo MX9.
 
 
RailCom
RAILCOM (studiata da LENZ) implementa ulteriormente le funzioni HLU, in quanto permette una maggiore larghezza di banda per lo scambio di informazioni tra loco e centrale. Il primo fondamentale passo di RailCom, e al momento l'unico, è la lettura delle CV in corsa (on the main).
Ulteriori sviluppi permetteranno ai decoder di comunicare un'informazione del tipo: sono il decoder X e mi trovo nell a sezione Y e conseguentemente la centrale potrà ad esempio richiamare un itinerario specifico per tale loco (Sistema Embedded - senza PC).
RailCom è in corso di normalizzazione da parte NMRA come protocollo bidirezionale DCC.
Un modulo commerciale in grado di sfruttare il protocollo Railcom (insieme all'HLU) è lo Zimo MX9 che è in grado di rilevare quale loco si trova nella sezione, leggerne tutte le CV. Esiste anche un progetto da realizzare in casa che permette di leggere le CV tramite protocollo Railcom disponibili a questo indirizzo realizzato dal mitico Paco.
 
Pro e Contro
Protocollo in via di sviluppo.
 
 
Lissy
È un sistema bidirezionale ma, differentemente dal Railcom, utilizza un trasmettitore infrarosso aggiuntivo posizionato sotto le loco e dei ricevitori disseminati sul plastico. La locomotiva trasmette delle informazioni al modulo quando l'emettitore infrarosso si trova sopra il ricevitore. Tramite il sistema Lissy è possibile realizzare, fra le altre cose, un sistema di blocco.
I moduli da utilizzare sono 686100 e il 68400 di Uhlenbrock cui troviamo o documentazione oltre che nel sito della casa madre anche in quello Modeltreno.
 
Pro e Contro
Attaulmente utilizzato solo da Uhlenbrock. L'istallazione del trasmettitore infrarosso sui rotabili è alquanto invasiva.


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