DCC數位自動控制的世界第○章 - 導論

你的鐵道模型剛入手還在試營運嗎?本版教你如何才不會重複售票~

版主: 小楊1219

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DCC數位自動控制的世界第○章 - 導論

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數位自動控制

類比操控的鐵道模型透過軌道上供應的電壓與電流變化來控制車頭,在軌道不分段的情況下,同一軌段上的車頭都會一起動作,這點與現實的鐵道世界相去甚遠。

幸虧數位操控(DCC、Maerklin 數位系統、Selectrix、FMZ…)的問世,讓同一軌段上多台車頭得以不同方向與速度行進,任意開關的室內燈、給予生動的音效等等也變成可能。除了車頭之外,道岔、號誌、背景音效、場景燈光與動態表現用的馬達也都可以改為數位操控。數位可以說為鐵道模型的操控方式帶來了革命性的影響。

由於人只有一雙眼及手,就算三頭六臂能夠同時操控的事物也有限,此時便可以將工作交給電腦,透過軟體設定無數的排程讓鐵道模型的世界更加生動,這便是「數位自動控制」的好處。

想要達到自動控制的無人駕駛境界,以下的一些基本常識是有必要認識一下的。

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軌道分段與回報器

電腦不像人有兩個眼睛可以盯著場景,隨時掌握行車狀況,取而代之的便是「回報器」(feedback sensor)。回報器偵測軌道是否有車頭(負載),並將資訊回傳到數位系統,系統再通報給電腦,如此一來沒有長眼睛的電腦也可以知道哪裡有沒有車,車目前開到哪裡。再透過軟體設定排程,命令在某一區段的車開到另一個指定的區段,這個概念加以延伸創造出無限的行車排程出來,諸如:
減速進站、煞車
往返車
設定最高速限
會車待避
定時發車
延遲發車
隨機發車


以及更多與真實世界相符的行車調度動作。「軌道分段並裝設回報器」可謂數位自動控制的基礎建設。現實世界裡的捷運木柵線,也是利用類似的回報器達成自動控制的。

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硬體設備需求

數位系統
由控制中心(command center)、節流閥(throttle)與放大器(booster)組成的數位系統,是數位操控的基本核心,相信有接觸過數位的車友都不陌生,由於本文探討數位自動控制,在此就不加以詳述。

解碼晶片(decoder)
任何你想數位操控的物件,都要透過解碼晶片使其數位化,之後才有辦法交給電腦做自動控制。除了大家熟悉的車頭的控制晶片與音效晶片(sound decoder)之外,其餘的解碼晶片通稱周邊解碼晶片(accessory decoder 或 stationary decoder):

道岔控制晶片(switch decoder 或 turnout decoder)
給予短暫的電流控制道岔切換器裡的電磁閥(solenoid)或馬達,同原理運作的電動脫勾軌道也適用。由於這些切換器又分交、直流電磁閥或馬達運作,因此要注意選擇對應的 decoder。Lenz LS150、Uhlenbrock MD2、Digitrax DS44、Digitrax DS51K1、Maerklin k83 等等都屬此類器材。

號誌晶片(signal decoder)
提供恆常電流給號誌燈使用,可結合道岔切換器使用。LDT LS-DEC、Uhlenbrock、Viessmann 出一堆。

其他場景用開關晶片
用來控制場景燈光、動態表現用馬達等。Uhlenbrock、Viessmann 出一堆。

這些周邊解碼晶片也都有數位規格之分,依照你的數位系統挑選對應的 DCC 或 Maerklin Motorola 規格。與數位系統的連接跟車頭晶片一樣,透過軌道傳送訊息。


回報器
各數位廠家對於回報器有著不同的稱呼,如:feedback sensor、feedback module、detector module、occupancy detector…等。回報器可以分為兩種形式,即「區段佔用回報器」以及「點偵測回報器」,它們的用法不同:

區段佔用回報器
將一整段鐵軌上的情況回報給電腦,只要在同一個區段,無論車頭開到哪裡,都會回報佔用訊息給系統。各廠的器材有:
Uhlenbrock 63340
Digitrax BDL-168
Lenz LB101
LDT RM-GB-8

點偵測回報器(針對二軌系統而言)
有一些專門設計給三軌系統使用的回報器,如拿來用在二軌系統,變會成為「點偵測回報器」,也就是列車通過某一點,被偵測到並回報給系統,列車一駛離該點,回報便會終止。此類回報器如果使用在二軌系統,需要搭配接觸軌、第三軌或磁簧開關使用。如果使用在三軌系統,仍然可以有區段回報的效果。各廠的器材有:
Maerklin s88
Viessmann 5217
Uhlenbrock 63350
LDT RM-DEC-88

與解碼晶片不同,回報器與數位系統之間的聯繫,是透過各家專屬的介面連接(詳細的介面請參照此篇文章),最常見的是:

LocoNet
使用的廠牌有 Digitrax、Uhlenbrock、Fleischmann 及一些其他小廠或 DIY 器材。

s88
Maerklin 使用的回報器介面,除 Maerklin 自家器材外,Viessmann、LDT 都走這個介面。

至於如何使用運用這些回報器?在往後的章節將會探討。

值得一提的是,數位界所期待的「雙向溝通技術」(Bi-directional Communication),仍必須仰賴這些回報器才能達成車頭與數位系統間的溝通,直至目前 2005 年九月,也僅有 Digitrax 推出 RX4(Transponding 技術,僅能辨識車號),以及 Lenz 喊了很久卻不見蹤影的 RailCom 回報器。


電腦連接介面

連接電腦與數位系統的介面,如 Intellibox 內建的 RS232(COM 埠)、Digitrax 的 MS100、RR-CirKits 的 LocoBuffer II(建議 Digitrax 用家採用,比 MS100 穩定)以及 Lenz 的 LI-101F / LI-USB 等。


PC

想要用電腦自動控制,當然要準備一台電腦啦!電腦的等級不用太高,依照 Train Controller 的基本需求,同時控制三台車頭大約需要 100MHz 的 CPU 時脈。1G MHz 的電腦一次跑個九台車頭游刃有餘。

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自動控制軟體

Railroad & Co. 的 Train Controller 5.5 版
此一頗受好評的自動控制軟體,將會是接下來一連串探討自動控制的主題。
http://www.freiwald.com

Win-Digipet
http://www.windigipet.de/info/en

KAM Industries 的 Engine Commander
http://www.trainpriority.com

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:mrgreen: 各位,準備好進入無人駕駛的自動控制世界吧! :mrgreen:
最後由 Chef 於 2006-01-04 22:40 編輯,總共編輯了 3 次。
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文章 Chef »

小弟將會針對數位自動控制這個主題發表一連串的報告,敬請各方先進不吝指教,也希望有更多的車友加入這個行列,一個人玩怪無聊的 :wink:
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iynuhcuw
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已刪除
最後由 iynuhcuw 於 2005-10-20 19:07 編輯,總共編輯了 1 次。
lemacoe
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好文章.....

文章 lemacoe »

chef車友的好文章說到--
控制中心(command center)、節流閥(throttle)與放大器(booster)組成的數位系統 :wink:
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請問後二者--節流閥(throttle)與放大器(booster)之主要功用.....
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..lemacoe..喜歡莒光平快復興..
生資之高在忠信,非關機巧;學業之美在德行,不僅文章.
真才不矜,實學不誇;正行不霸,有能不驕.
小人固當遠,然亦不可顯為仇敵;
君子固當親,然亦不必曲為附和..
威武的憲旗凜凜飄蕩,雄壯的歌聲宏偉嘹亮..
長茂
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文章 長茂 »

非常吸引人!可是又是一個大錢坑!
每個車友都會覺得永遠有買不完的車車,數位設備的添購可能會排擠購車預算,
買車與玩數位孰重孰輕?傷腦筋喔!
買車要節制,已經買的就要用力給他玩得盡興!
Robin Chen
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文章 Robin Chen »

感謝Chef 兄 精采的解說,非常棒的文章!期待您的續集 :D
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Re: 好文章.....

文章 Chef »

lemacoe 寫:------------------------------------------------------------------------------------
請問後二者--節流閥(throttle)與放大器(booster)之主要功用.....
------------------------------------------------------------------------------------
節流閥:就是操控器,以旋鈕或拉桿的方式呈現,可控制列車速度及行進方向,並配上一些功能(function)控制鈕。
放大器:將數位訊號放大,並提供電流給車頭或周邊使用。
最後由 Chef 於 2005-09-22 21:41 編輯,總共編輯了 1 次。
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Louis Liu
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謝謝chef的第一份「行控」講義!

雖然小弟玩HO要走「自動控制」之路還很遙遠
(要好大空間!)
但「夢想」是人--生活的動力!
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iynuhcuw 寫:想把我的Z規數位自動控制化! :roll:
Louis Liu 寫:雖然小弟玩HO要走「自動控制」之路還很遙遠
(要好大空間!)
但「夢想」是人--生活的動力!
「空間」是小弟堅決執意玩 N 規的最大因素,較小的比例雖然犧牲掉一些細節,卻也較能容許稍微複雜一點的場景規劃。
其實 HO 的拿一小段軌道,讓車頭來回跑也是蠻好玩的,可以作動態展示,取代跑步機(回報器可不比歐廠跑步機貴喔)。
長茂 寫:非常吸引人!可是又是一個大錢坑!
每個車友都會覺得永遠有買不完的車車,數位設備的添購可能會排擠購車預算,
買車與玩數位孰重孰輕?傷腦筋喔!
數位系統的話,Digitrax Zephyr 加上一些硬體設備的價錢並不會超過五位數,而且想省錢的話,還有一些 DIY 的回報器可以考慮。
車車固然還是多數人最先投資的對象,但讓她們有好的伸展空間也是挺重要的喔,除非兄台想要把她們供養在櫥窗裡。
Robin Chen 寫:感謝Chef 兄 精采的解說,非常棒的文章!期待您的續集 :D
承蒙各位愛戴,希望能吸引大家一起投入。
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kigohcy
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Re: 好文章.....

文章 kigohcy »

Chef 寫:
lemacoe 寫:------------------------------------------------------------------------------------
請問後二者--節流閥(throttle)與放大器(booster)之主要功用.....
------------------------------------------------------------------------------------
節流閥:就是操控器,以旋鈕或拉桿的方式呈現,可控制列車速度及行進方向,並配上一些功能(function)控制鈕。
簡單的說...油門...
或者你說他是可變電阻旋鈕... :D
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Re: 好文章.....

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kigohcy 寫:簡單的說...油門...
或者你說他是可變電阻旋鈕... :D
對極了,就是油門,不過這個油門是用手轉的。
但如果旋鈕是數位的,可就不一定是可變電阻。
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真的是一篇好文章!

火車要玩到這樣,相對也要投入一筆不小的資金 :twisted:

對於一些初出茅廬的新手來說,真的是可以帶領他們一窺數位世界的奧妙!

也許,並非大家都有資金可以這樣玩,但是基本常識多學一些真的有益無害!

支持你,也請繼續加油!期待你後續的文章! :mrgreen:
一旦確立了收藏的目標,往後的路會越走越寬廣!
steven
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文章 steven »

chef兄:
乾脆你就將你了解的行車數位控制的器材及操作步驟告訴大家(有拍照片對照更好,可以比照日本清水教授的方式),或許會更激起其他人對"踏入數位行車控制的恐懼"也順便導正一些其他人正確的觀念 , 我想可以以幾個階段來發表,例如第一階段當然需要所謂的....器材,哪買?多少錢.然後第二階段當然是如何設定,第三階段....當然這一切就需要時間,不過看起來你最近.....清閒多了 :mrgreen:
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steven 寫:chef兄:
乾脆你就將你了解的行車數位控制的器材及操作步驟告訴大家(有拍照片對照更好,可以比照日本清水教授的方式),或許會更激起其他人對"踏入數位行車控制的恐懼"也順便導正一些其他人正確的觀念 , 我想可以以幾個階段來發表,例如第一階段當然需要所謂的....器材,哪買?多少錢.然後第二階段當然是如何設定,第三階段....當然這一切就需要時間,不過看起來你最近.....清閒多了 :mrgreen:
清閒?不,你誤會大了,這是老闆出國的結果。
至於文章嘛,早已朝著你的建議努力當中!到時候你可要多吭幾聲,因為你是目前我所知道擁有足夠器材玩自動控制的! :o
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steven
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當然沒問題,一直沒時間,東西還沒拆封,正好派上用場,不過跑數為最重要的是軌道一定要清潔,不然火車跑起來可真會氣死人,對了,還請介紹一下數位控制時function的控制,謝謝
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