關於數位控制的幾個問題

[Typhoon]

不好意思, 原本不懂應該避免亂問, 可是實在是粉好奇(因為自己沒玩過也沒見過數位裝置, PS. 車頭外觀當然在模型店看過)

1.以前曾看過討論數位化的尾燈/前燈不是需要decoder才能正常運作,不分前進後退都亮著是否是不正常的?

2.線路持續供應AC電源, 是否有整流線路在PC版上, 否則有極性的LED怎麼會亮呢?

3.燈泡在AC電路上變成"常點燈"應該算正常, 可是在DCC模式下應該有整流線路吧? 如果有,在DC模式下持續的AC電流如何過整流, 可設定by pass嗎?

還是我整個搞混了???

[Kenny]

1.以前曾看過討論數位化的尾燈/前燈不是需要decoder才能正常運作,不分前進後退都亮著是否是不正常的?

2.線路持續供應AC電源, 是否有整流線路在PC版上, 否則有極性的LED怎麼會亮呢?

3.燈泡在AC電路上變成"常點燈"應該算正常, 可是在DCC模式下應該有整流線路吧? 如果有,在DC模式下持續的AC電流如何過整流, 可設定by pass嗎?

1 & 2
DCC訊號嚴格來說, 不太算是 AC電源,
因為 AC的定義是電壓隨時跟著時間在變, 但是 DCC訊號比較像是方波構成,
在方波訊號下, 燈其實是不斷的開關, 只是頻率較高時, 就看不出燈是處於閃爍狀況, 不管是一般燈號或 LED都是, 所以就變成好像沒有方向性, 看起來好像都會亮
所以當車子放在 DCC軌道時, 燈一直亮本來就正常

LED是發光二極體(Light Emitting Diode),其特性就類似二極體(Diode),只是會發光,其極性就是由二極體的特性, 只要有保護電阻, 輸入電壓足夠, 就可以發亮,
就和前面說的一樣, 只要頻率高, 它看光看起來就是一直亮, 因此並不需要所謂的整流電路, 整流電路是二極體的應用之一, 在此並不需要

3.所謂的常點燈, 便是應用前面所提到的, 利用較高頻率的訊號讓燈發亮
不過在第三個問題, 有個很怪的地方, " 在DC模式下持續的AC電流" 這句實在看不懂, 既然是 DC模式, 怎麼會有 AC電流

呵呵..這些話題應該要移到電力/控制系統版面了

[Elvis]

肉眼可看見閃爍頻率是40Hz還是25Hz
日光燈是60Hz

不要以為日光燈一直是亮著其實日光燈有亮有暗只是
感覺不出來而已 :D

ps:抱歉我電子學都聽不懂

[pedronyhsieh]

太感謝肯爺的幫忙解釋了。

倒是不知道現在總共有多少人要參加HO組合式場景？ :?:
Fleischmann也有生產類似本次溪湖運轉會用的伸縮軌道，大家可以參考編號 6110的軌道(80mm~120mm)。

有可伸縮的軌道場景組合起來就較能精準了。

[Typhoon]

" 在DC模式下持續的AC電流" 這句實在看不懂, 既然是 DC模式, 怎麼會有 AC電流

肯爺再給問一下吧!!拜託!!下次會您開個專題小弟一定會來個100個為什麼的? (開玩笑的)
這裡其實小弟已經有點昏頭了, 原本要問的是既然是在數位線路上控制DC車, 數位線路又持續會有AC電流, 那DC車頭怎麼控制呢? 如果還是用類比的方式控制應該還是送DC電流, 那AC電流呢? 還會持續存在嗎?

(下面的補充肯爺已經說明清楚了, 我是在補充自己的誤謬不是提問 )在看燈的現況, 不分方向性都會亮, 是否表示還是吃AC的電源? 可是如果有整流線路的話不是應該會依方向性亮燈, 因此小弟以為可以設定整流線路旁路.

前面有看到要設為address 0, 那是否車上要有相對應的控制介面, 像黑頭仔R100就無法混合在線路上跑了嗎??

[Kenny]

設 Address 0是在控制器上, 一般 DC車上, 什麼都不用裝就可以控制
此時應該是利用類似 PWM方式來控制馬達, 以達到馬達快慢與方向.
詳細情況..嗯..再找一下相關資料..
不過之前也有提到, 當一般車子放在數位的軌道時, 馬達通常會有較高頻的聲音出現, 燈會全亮

[Typhoon]

疑...搬到控制系統與電力版面了.....那小弟就不客氣了...感謝成全

如果是一般DC車的馬達出現高頻聲, 小弟先假設是干擾電流, 因為以手緊抓住馬達軸心, 再供電如果馬達軸不動會也發出高頻聲, 換句話說, 當馬達過電後電流產生的磁場無法轉動馬達軸時, 隨著電流加大磁場加大, 馬達會有高頻聲.
因此, 會不會是因為數位線路中除了可驅動DC車的電流外, DCC所發出的方波訊號(應該也是脈衝訊號, 不過應該是固定電流與固定頻率的電流訊號)對DC車馬達送出反向電流但未高於驅動DC車的電流訊號而產生高頻聲? 而相同的狀況也同時造成燈號全亮?

此外, 觀看其他車友的發言, 有些車會使用無刷馬達, 不知這些車是否都是數位控制的車車, 一般DC車會用無刷馬達嗎?

[James]

此外, 觀看其他車友的發言, 有些車會使用無刷馬達, 不知這些車是否都是數位控制的車車, 一般DC車會用無刷馬達嗎?

無碳刷馬達只是動力馬達中品質比較好的(比方說, 一般馬達效能只有40%, 其他轉換成熱能, 而無碳刷馬達效能可到70%),

馬達與數位控制無關, 任何車只要有 decoder 即可數位控制

[Typhoon]

使用馬達的類型與控制方式沒有直接相關小弟可以了解, 會產生聯想的主因是來自於無刷馬達的運作方式.

(未免誤會, 小弟要強調一下, 小弟只對是否適用, 有無實例, 可能產生的問題有興趣, 並非極力推崇無刷馬達的前提)

無刷馬達的結構是與傳統碳刷馬達剛好相反(小弟以粉簡略的方式說明,可能有不足或益生誤會處尚請指正與海涵)

無刷: 線圈在外殼, 磁鐵在轉軸, 供電方式電源->控制器->依序供電給各極線圈->產生磁場轉動軸心
碳刷: 線圈再轉軸, 磁鐵在外殼, 供電方式電源->碳刷->銅頭->產生磁場轉動軸心

換句話說無刷馬達以小弟接觸過的類型, 是一定要有一個電子控制器控制馬達的轉動, 直接接電馬達是不會動的.

因此小弟才有此疑問="DC車有採用無刷嗎?"因為單純以電流或電壓的大小控制車子的方式, 似乎不太適合無刷馬達, 反觀, DCC控制的方式線路上有個持續的供電電源提供運轉所需電能, DCC送出的方波訊號可供電子控制器正確的運轉訊號, 整體來看, 似乎只有數位控制下的車車比較具有採用無刷馬達的機會.

PS一下:其實小弟認為小火車不是粉需要在驅動的動力上多做琢磨, 如果大家可以把重點放在控制與動力的結合上, 可能比較容易了解小弟的疑問

[James]

換句話說無刷馬達以小弟接觸過的類型, 是一定要有一個電子控制器控制馬達的轉動, 直接接電馬達是不會動的.

電路板可以放在煤水車, Trix Club HO 的 DC 車幾乎都是這樣的...

[A Li]

看到大家提到...正好最近看了手邊一本Modelrailroader雜誌出的DCC簡介專刊......以下的內容部分是翻譯....部分是自己的經驗..提供大家參考


數位控制訊息分享
最近花了點時間研究手邊的資料.加上之前自己的摸索接觸….我想可以初步跟大家分享介紹一下很多新手車友….甚至”老”車友…..都不一定很清楚的數位控制系統.的相關資訊

數位控制系統.根據美國人的說法.最先是由Lionel在1940年代推出的可以分開控制兩輛車頭的產品.利用頻率控制的系統.但這套系統相當笨重且不是十分穩定可靠….

到了60年代初期. GE推出了”ASTRAC”(Automatic Simultaneous Train Control)一個五頻道的控制系統, 利用鐵軌傳遞訊號可以同時控制五輛火車以不同的速度.方向等….

1979年Model Railroader雜誌介紹了一款CTC16.這款控制系統相當的成功.堪稱是鐵道模型首次嚐到穩定可靠的獨立控制系統……但卻仍然有一個相當大的缺點……..那就是極度缺乏 “相容性”…..
因為在80年代中期許多家廠商都出了所謂的數位控制系統……..但是多數的系統都彼此互不相容……讓眾車友有點不知所措…….

有鑑於此National Model Railroad Association 國際鐵道模型組織(NMRA) 以德國廠商LENS的系統為基礎制定了一個標準化的Digital Command Control數位化控制規準.(而LENZ的這個標準跟MARKLIN的也相當類似…但後來仍是採用LENZ的…)從此只要符合標準的產品都可以相容使用….但NMRA的標準規定只有針對數位傳輸的訊號並沒有規定硬體的做法….所以選擇仍然相當的多….

另外一提…所有的數位系統均使用AC交流電, 無論是三軌系統or雙軌系統….常有車友提到”馬克林三軌AC數位系統”….所以久而久之…讓部分車友勿以為三軌的都是AC系統…雙軌的都是DC….其實是一種誤解…….


數位系統控制火車與一般直流電源控制火車在本質上有很大的差異….舉個例…一般傳統控制器其實不是在控制”火車”…而是在控制”軌道”….利用調整軌道上的電壓..假設想要讓火車以50%的速度前進…就提供50%的電壓……..然而數位控制系統如果是要讓火車以50%的速度前進….提供給火車的仍是100%的電壓…但是不是連續給電…而是利用脈波的方式點狀給電.我想大家小時後都玩過電動吧!!……點狀給電的意思就是”連打”… 以50%的”連打”提供全額電壓.來得到半速前進的效果……

最後關於訊號的傳遞….符合NMRA的DCC控制系統..每秒會以8000HZ 的速率傳出訊號….每四個訊號為一個封包….換句話說…每秒會丟出200個封包….封包的內容分為四個部分.1.Preamble 2.Address byte 3.Instructionbyte 4. Error detect byte. 第一個部分稱之為”前言”用以通知訊號來了…. 第二部份為確切的編號訊號.讓晶片知道這個訊號是不是要給它的. 第三個部分 命令晶片要做哪些工作諸如要跑多快….燈的開關等等.. 第四部分是錯誤偵測…用來確認晶片是否確實收到訊息…..
由於每秒可以丟出200個封包…所以當只控制一輛車的時候…整個軌道都會充滿這兩百個封包的訊息….當控制兩輛車的時候….控制器每秒會傳出100個對a車有用的封包..100個對b車有用的封包….也是因為封包的量很大….如果偶爾晶片接收到的訊息不完整….下一個訊息封包很快就會傳到…所以晶片仍然可以很即時的執行數位控制器給的命令…而這就是DCC系統可以穩定運轉的主要原因…….有此理論可以推論….當你一次控制火車多到200台時…每輛車每秒只收到一個訊息封包….如果訊息被干擾就要再等一秒….運轉上一定會出問題…….但是理論歸理論………哪一個天才可以一次玩200台車…..我同時光控制8輛車就會常常手忙腳亂了…………所以……..沒事…

[Typhoon]

感謝A Li大大讓小弟又增長不少知識, 不過小弟對於"數位控制訊號"部分仍有些疑問.

1. DCC送出的是command訊號還是車車運轉所需的電量 :
因依照阿立兄的分享, 軌道應該是沒有持續的供電, 而是以脈衝的頻率達到控制的目的. 不過如果DCC送出的訊號為方波的模式(我們先把訊號封包放一邊不同時放進來看), 則表示針對一台數位控制的車車, 所有的脈衝均是同電壓/電流但不同頻率, 因此達到車速控制的目的. 但是如果控制系統的原理是如此的話, 車上應不需要decoder只需要一個能接受定壓脈衝訊號的變速器, 此時是否失去數位控制的意義, 反而像是類比分頻的概念. 因此小弟以為如果能先確定數位化控制的軌道是否有持續供電, 應該可以區隔出DCC送出的是command訊號還是運轉所需的電量.

2. 運轉至200台車的可能性
如果DCC送出的是訊號不是車車運作所需的電量, 運轉200台小火車只要場景夠大, 應該不會有問題, 至於command封包的問題應該不會有太多的困難, 如果類似網路的概念來看, Error detect 應該不是用在檢查decoder是否接到訊號, 而是封包訊號連結後針對訊號內容的除錯檢查. 當然這些只是小弟不成熟的臆測也是疑問, 還希望有高手前輩指點.

PS. Modelrailroader雜誌台北有書局零售嗎?還是要向國外定?

[Kenny]

DCC送出來的訊號..是一直送出的
嗯..可以看做是電源與命令加上一起,
有點像是電腦網路有利用電源線/或是電話線傳送資料,
不需要電源與命令分開

DCC控制系統中, 通常有Command Station與 Booster/Power Station
前者是針對使用者操作的動作, 送出命令, 再與 PowerStation與電源做整合送到軌道

所有命令都是在電路上傳遞, 前面有提到封包的規格.
Decoder只要取得自己所要的資料就好了, 再去做命令裡頭對應的動作

[lemacoe]

typhoon車友requested information//
1.誠品敦南店全天候營業...找個時間過去.....那兒有不少火車原文雜誌...有同
屬Kalmbach出 版社的Trains(一般北美系車)..Garden Railways(大比例鐵
道模型)..Modelrailroader(世界鐵道模型專業期刊始祖)....也有英系火車期
刊.....日本機藝出版社的鐵道模型趣味也有...... :P :P :P :P
2.專業的鐵道工程雜誌.....到大學圖書館.....有的學校很缺乏..
3.數位控制的實務....可多多向Kenny 站長請益...
..lemacoe..喜歡莒光平快復興....

[夢想世界]

lemacoe兄提到

誠品敦南店全天候營業...找個時間過去.....那兒有不少火車原文雜誌...

小弟我去看過
的確很多
很想買可是買不下手
因為都封起來了
不知道裡面的內容如何
怕買到不是自己所需的內容
請問有什麼方法可以知道裡面的內容?
謝啦!!
:P