1 Alimentazione analogica
2 Alimentazione digitale
3 Centrale digitale
4 Decoder per locomotori
5 Le variabili di configurazione
6 Decoder accessori
7 Motori per azionare i deviatoi
8 La retroazione e l'automatismo
9 I sezionamenti in digitale
10 Esempi di schemi con collegamenti
11 Booster
12 Alcune curiosità
13 Ipotesi di tracciati digitali
14 Alcuni problemi elettrici in DCC
15 Conclusioni
… per domande, curiosità, informazioni e chiarimenti…
1) Alimentazione analogica Torna su
Il set minimo di un sistema ad alimentazione analogica è costituito da un trasformatore collegato elettricamente a un tracciato di binari e
almeno una locomotiva dotata di un motore elettrico che funziona in corrente continua (DC).
Con l'alimentazione analogica s'invia ai binari una corrente continua che va da zero a 12-14 volt massimo, a seconda di quanto si ruota la
manopola del trasformatore. Così facendo tutte le locomotive poste sui binari si mettono in moto nella stessa direzione e più o meno alla stessa
velocità. Ruotando la manopola del trasformatore in senso inverso cambia la direzione di marcia per tutte le locomotive. Non rispondono a questi
comandi solo le locomotive poste in tratti di binario sezionati e momentaneamente non alimentati.
Anche i fanali delle locomotive e le luci interne delle carrozze si accendono a seconda del senso di marcia e la loro luminosità è proporzionale
al voltaggio inviato con la manopola del trasformatore.
Le due rotaie dei binari fungono alternativamente da polo positivo e polo negativo con tensione variabile a seconda di quanto si aziona la
manopola di comando.
Fa eccezione il sistema Märklin che funziona in corrente alternata (AC); le due rotaie, in questo caso, rappresentano entrambe
lo stesso polo, mentre l'altro polo è rappresentato da una serie di contatti posti al centro dei binari e su cui fa contatto un pattino apposito
presente sul fondo delle locomotive adatte a questo sistema.
In entrambe i sistemi, con locomotive elettriche, è possibile sfruttare, come polo alternativo, il contatto elettrico dei pantografi con linea
aerea elettrificata. Questa soluzione permette di fatto di gestire in modo differente due tipi di locomotive sullo stesso tracciato.
2) Alimentazione digitale Torna su
Il set minimo di un sistema ad alimentazione digitale è formato invece da un trasformatore/alimentatore, una centralina collegata
elettricamente ai binari e almeno una locomotiva dotata di decoder.
La centrale digitale, con l'uscita "track", invia ai binari una quantità costante di tensione elettrica, attraverso il cosiddetto "bus di
trazione", (vedi in seguito) o bus di alimentazione, con voltaggi che vanno dai 18 fino ai 22-24 volt, in scala H0 (tensioni minori per le
scale minori), ma questa tensione non provoca alcun movimento delle locomotive presenti sui binari. Per comandare una locomotiva occorre inviare
dei comandi specifici per il decoder presente al suo interno. La centrale digitale invia infatti una serie di comandi sotto forma di codici
elettronici, sempre attraverso il bus di trazione, che sono captati e interpretati dal decoder posto sulla loco; la similitudine più calzante è
quella dei telefoni cellulari.
Ogni decoder ha un suo indirizzo come ogni cellulare ha un suo numero; dalla centrale digitale selezioniamo un numero e a quello inviamo i comandi
di marcia (di accensione dei fanali, e altro). Tutti gli altri decoder (delle altre locomotive presenti sui binari) ignoreranno tali comandi non
essendo a loro indirizzati. Questo sistema spiega come sia possibile comandare il movimento di una locomotiva mentre le altre stanno ferme magari
con i fanali accesi e l'eventuale sound del motore attivo.
Con "bus di trazione" si intende una condotta di due fili elettrici opportunamente dimensionati che porta la tensione elettrica
e i comandi digitali ai binari, lungo tutto il percorso, per la trazione appunto dei rotabili, e ai decoder per gli altri accessori. Si parla di
"bus" perché da questo si dipartono tutta una serie di collegamenti elettrici ai binari, in genere ogni 1,5-2 metri, con fili di
minor diametro, per garantire una presenza uniforme della tensione lungo il tracciato. La presenza di una tensione elettrica uniforme su tutto il
tracciato è un elemento essenziale per il buon funzionamento digitale; non basta fidarsi della conduzione elettrica tramite le scarpette di
congiunzione dei vari binari. Così come è importante una frequente pulizia dei binari con utensili appositi come la "gomma Roco" (art. 10002) o
simili, senza mai usare prodotti o utensili abrasivi.
La tensione presente sui binari non è misurabile con i normali tester in quanto non è classificabile né come corrente continua né come corrente
alternata, essendo invece caratterizzata da un'onda quadra misurabile correttamente solo con un oscilloscopio.
Da quanto sopra esposto risulta pericoloso mettere una locomotiva non dotata di decoder digitale su binari alimentati con il sistema digitale; il
motore e gli apparati elettrici sarebbero esposti ad una corrente con voltaggio doppio rispetto a quello previsto, con forte probabilità di creare
danni irreparabili.
Il decoder ha infatti una serie di funzioni che vanno dalla captazione dei codici di comando alla distribuzione di una corretta alimentazione al
motore e agli accessori elettrici quali luci, sistemi sonori e fumogeni, ganci automatici, il tutto in accordo con i comandi ricevuti.
Una locomotiva dotata di decoder digitale può invece tranquillamente funzionare su binari alimentati con un sistema analogico; esiste una
specifica configurazione che si può variare per abilitare o meno la marcia in analogico di una loco digitale (vedi in seguito).
3) Centrale digitale Torna su
La centrale digitale è composta generalmente da:
- una command station, parte elettronica, che origina i pacchetti DCC che comandano il plastico (i pacchetti DCC
sono segnali digitali ovvero una sequenza di 0 e 1);
- un booster, elemento che amplifica i pacchetti DCC e aggiunge la potenza necessaria ad alimentare i dispositivi comandati
(il booster genera una tensione di circa 22-24 volt e la modula con il segnale digitale DCC);
- da una serie di comandi manuali, integrati o integrabili, con cui comandare i decoder delle locomotive e degli accessori presenti sul
tracciato.
Per funzionare, la centrale digitale ha bisogno di un alimentatore; le caratteristiche di questo alimentatore determinano anche la capacità in
termini di potenza della centrale stessa, cioè la sua capacità di far circolare contemporaneamente un certo numero di convogli. Generalmente
vengono proposti in abbinamento alla centrale alimentatori/trasformatori che sopportano in genere un carico fino a 3 Ampere, sufficienti a far
circolare almeno 3 o 4 convogli contemporaneamente.
Le connessioni delle centrali digitali di ultima generazione prevedono l'entrata dell'alimentatore, l'uscita ai binari del "bus di
trazione" (spesso accoppiata ad una uscita per il "binario di programmazione") e una porta USB (porta seriale
per le vecchie centrali) per connettersi ad un personal computer e/o ad una rete (alcune centrali integrano collegamenti wireless).
Le centrali che non hanno presenti sull'involucro esterno i comandi per le locomotive presentano connessioni per comandi esterni tipo palmari (ad
esempio X-BUS per il Multimaus di Roco nella z21).
Ci sono poi le connessioni per il "bus di retroazione" (L-BUS e R-BUS) e per eventuali booster aggiuntivi (B-BUS), utili in caso
di grandi impianti in cui la potenza della sola centrale non basti.
Il bus di retroazione, di cui parleremo in seguito, serve a portare alla centrale tutta una serie di informazioni su quello che sta avvenendo
sul tracciato.
I comandi manuali delle centrali constano di una o due manopole per la marcia dei convogli, alcuni tasti per attivare le funzioni dei decoder sia delle
locomotive (luci, suoni, ganci automatici…) che degli accessori (deviatoi, segnali, sgancia vagoni…) e un tasto, in evidenza, di STOP
per togliere l'alimentazione in caso di svii o per ogni emergenza.
4) Decoder per locomotori Torna su
Il decoder presente all'interno del locomotore è connesso alla tensione presente sui binari tramite contatti presenti sugli
assali e presenta una serie di uscite elettriche, opportunamente regolate, per il motore, per le luci e per attivare un certo numero di altre
funzioni.
Il decoder riceve quindi i comandi che gli arrivano dalla centrale digitale e di conseguenza comanda, tramite le sue uscite, il motore con
velocità e direzione di marcia opportune, accende i fanali secondo il senso di marcia così come le luci in cabina o attiva altre funzioni presenti
(illuminazione, ganci automatici, fumo, suoni, ecc).
Tutti i locomotori oggi in commercio sono predisposti all'inserimento di un decoder digitale, salvo rare locomotive la cui produzione non è stata
ancora aggiornata.
Tralasciamo qui, per brevità, il processo per l'inserimento del decoder in locomotive non predisposte.
Accenniamo al fatto che i decoder differiscono tra loro per tipo di connessione (esistono con connessioni da 6 fino a 22 pin), per il numero
di uscite (più uscite hanno e più funzioni si possono attivare) e per il tipo di protocollo ammesso (solo DCC o multiprotocollo DCC/MM/SX/M4).
Ci sono versioni di decoder "base" o "standard", che hanno un numero minore di uscite e funzioni e versioni superiori con maggiori uscite e
funzioni.
Ci sono le versioni con effetti sonori (decoder sound), sia generici (per loco a vapore, diesel ed elettriche) che dedicati a particolari modelli;
sono tutti forniti con piccole casse acustiche.
Ci sono poi i decoder per le unità folli (quei modelli rimorchiati e senza motore ma che al vero sono motorizzati, come le coppie di automotrici),
detti "decoder funzioni" in quanto replicano alcune delle funzioni del decoder presente sull'unità motorizzata (luci di coda, luci in cabina,
illuminazione interna…) ma non possono comandare alcun motore.
Accenno anche alla possibilità di dotare i decoder di unità di riserva di energia, dette powerpack, costituite da condensatori
miniaturizzati; sopperiscono a malfunzionamenti per difetti di captazione sui binari, specie per piccole loco da manovra che si muovono lentamente
e hanno pochi assi di contatto.
Ogni tipo di decoder andrà inserito nel suo alloggio al posto di un elemento già presente e che ha lo stesso tipo di connessione; si tratta
dell'adattatore alla marcia in analogico (indicato spesso come “tappo”) che permette i collegamenti elettrici interni al rotabile senza i quali
la locomotiva non funzionerebbe neanche in analogico.
L'inserimento del decoder avviene in modo differente per i diversi tipi di locomotori; in alcuni casi la procedura è molto semplice (tipo aprire
uno sportellino sulla faccia inferiore del rotabile), mentre altre volte occorre togliere la carrozzeria e accedere alla parte superiore del
telaio.
In alcune vaporiere il decoder va spesso inserito nel tender, dove a volte si trova anche il motore.
Occorre seguire sempre attentamente le istruzioni riportate per ogni locomotore sia per scegliere il tipo adatto di decoder, sia per procedere
alla sua installazione.
5) Le variabili di configurazione Torna su
La centrale digitale "chiama" quindi un decoder e solo quello risponde, come un telefono cellulare, adattandosi ai comandi inviatigli. Tutti
gli altri decoder delle locomotive presenti sui binari proseguono, inalterate, le loro funzioni o rimangono inattivi in attesa di essere chiamati
in causa.
Il numero con cui viene identificato il decoder, quindi il suo indirizzo di base, è stabilito dalla Variabile di Configurazione 1
(CV1).
I decoder hanno la possibilità di variare molti parametri del funzionamento delle locomotive quali la velocità massima, la velocità minima,
l'accelerazione progressiva, i tempi di frenata, l'intensità delle luci e altri ancora. Questi parametri sono controllati tramite i valori numerici
che vengono dati alle cosiddette Variabili di Configurazion (di seguito indicate con la sigla CV e indicate spesso nei forum come Configurazioni
Variabili).).
Abbiamo già visto che la CV1 identifica l'indirizzo del decoder così come il numero con prefisso identifica un cellulare; un decoder nuovo (o
appena resettato) ha come indirizzo di default CV1=3.
Questo significa che se noi abbiamo tre locomotive e a ciascuna montiamo un decoder nuovo e le poniamo tutte sul tracciato, inviando un comando
a un decoder con indirizzo CV1=3 tutte e tre le loco risponderanno contemporaneamente a questo comando. Occorre quindi modificare la CV1 di ogni
locomotiva assegnando a ciascuna un codice univoco compreso tra 1 e 127 (ma sappiate che si può arrivare a 9999 con l'indirizzo esteso); si lascia sempre
libero l'indirizzo 3 per provare nuove digitalizzazioni.
I valori numerici che si possono dare a queste CV sono indicati nelle istruzioni allegate a ciascun tipo di decoder e vanno generalmente da 0 a 255,
valori che corrispondono al minimo e al massimo effetto di quella configurazione.
Le principali CV su cui si inizia a regolare il funzionamento di una locomotiva sono:
CV1 = indirizzo della locomotiva
CV2 = velocità minima
CV3 = accelerazione
CV4 = velocità di arresto
CV5 = velocità massima
Ci sono poi alcune CV più complesse come la CV29 in cui occorrono calcoli binari per impostare tutta una serie di opzioni quali la direzione di
marcia, il funzionamento o meno in analogico, gli step di controllo della velocità (14-28-128) e altro ancora, ma questo farà parte di un passo
successivo che esula da questa semplice guida.
Qui comunque un link relativo alla CV29 giusto per rendersi conto di quanto detto:
Programmazione della CV29 - Fonte www.dccworld.it
Aumentando così i valori della CV3 potremo ottenere una partenza lenta e graduale, quindi realistica, di una locomotiva anche se ruotiamo
bruscamente al valore massimo la manopola della velocità; analogamente, con la CV4, possiamo avere un rallentamento e una frenata lunga realistica
anche portando bruscamente a zero il valore della velocità. In questo caso fate le opportune verifiche prima di veder cozzare un convoglio contro un
ostacolo, convoglio che prima invece si arrestava bruscamente.
Per arrestare immediatamente tutte le locomotive circolanti si può premere il tasto STOP presente sulla centrale, tasto per un arresto di emergenza,
in quanto toglie alimentazione a tutto il tracciato.
Occorre precisare che c'è completa compatibilità tra le varie centrali digitali e i vari decoder di marche differenti, in quanto si rispetta un
protocollo di comunicazione NMRA internazionalmente condiviso.
Per modificare queste Variabili occorre mettere il rotabile dotato di decoder da solo su un binario dove non ci siano altri rotabili dotati di
decoder e, seguendo la procedura indicata nelle istruzioni di ogni centrale, richiamare, modificare e salvare la singola CV desiderata. Per evitare
di modificare involontariamente le CV di altri rotabili accidentalmente presenti sul tracciato al momento della procedura, alcune centrali
propongono una uscita specifica per il binario di programmazione.
Si usa in genere uno spezzone di binario cui collegare l'uscita per la programmazione e su cui porre, in tutta sicurezza, solo il rotabile su cui
modificare le CV; tale binario, avrà in genere una tensione minore del tracciato normale per evitare danni elettrici al decoder in caso di qualche
errore di procedura.
6) Decoder accessori Torna su
Un'altra importante differenza tra il sistema analogico e quello digitale riguarda la possibilità di comandare, sempre tramite la centrale,
alcuni altri elementi che non siano solo le locomotive.
Possiamo dotare di decoder le carrozze passeggeri che abbiano l'illuminazione interna e decidere quando accendere o spegnere tale
illuminazione, anche a treno fermo.
Possiamo comandare tutti i deviatoi motorizzati sempre tramite decoder; in questo caso esistono decoder stazionari (cosiddetti perché posti in
modo fisso sul plastico) che comandano da 4 fino a 8 motori di diversi deviatoi. Possiamo comandare altri accessori motorizzati come un passaggio
a livello, una piattaforma o segnali ferroviari o altri accessori mobili comandati da servomotori di tipo aeromodellistico. In pratica tutto
quello che è elettrico e/o funziona con un motore elettrico è controllabile dalla centrale tramite appositi decoder.
Tali decoder stazionari sono in genere adattabili alle varie esigenze; possono infatti erogare un impulso elettrico breve più o meno potente
(adatto, ad esempio, ai motori a bobina dei deviatoi), un impulso prolungato (adatto ai motori lenti dei deviatoi), possono dare un'erogazione
continua e/o intermittente (adatta ai segnali ferroviari) e infine possono comandare i servomotori.
I decoder accessori funzionano ricevendo lo stesso segnale elettrico presente sui binari e tramite il quale vengono attivati da
opportuni comandi. Volendo, la tensione in arrivo con il bus di trazione può alimentare lo stesso decoder e, a cascata, gli accessori che sono
attivati. Nel caso si abbiano più convogli circolanti, è preferibile alimentare i decoder accessori con fonti alternative in modo da sfruttare la
potenza della centrale solo per la trazione dei convogli. Tutti i decoder accessori, infatti, hanno la possibilità di essere alimentati con normali
alimentatori/trasformatori; nelle istruzioni d'uso di ciascun decoder sono indicati il tipo di tensione (continua o alternata) e il voltaggio
ammessi.
Il tipo di decoder andrà scelto in base al fatto che si intenda azionare motori elettrici, solenoidi (motori) o servomotori o particolari tipi di
segnaletica.
7) Motori per azionare i deviatoi Torna su
Ricordo che nulla vieta di usare un'alimentazione digitale su un tracciato ferroviario che abbia i deviatoi manovrati ancora a mano o in analogico,
tramite un quadro sinottico con pulsanti e/o interruttori a leva.
Se si intende motorizzare i deviatoi, questi possono essere mossi da diversi tipi di motori e servomotori.
In primo luogo ricordo che molti deviatoi sono proposti in commercio con un motore, generalmente a bobine, aderente alle traversine, di poco
ingombro, ma esteticamente poco raccomandabile.
Generalmente si scelgono motorizzazioni da applicare alla faccia inferiore del piano ("sottoplancia") su cui poggiano i binari, in modo che siano occultati alla
vista dei giocatori/osservatori. Questi motori muoveranno un'astina metallica, generalmente un filo armonico, che arriva alla traversa degli aghi
attraverso un foro nella base.
Una descrizione dei principali tipi di motore potete trovarla nelle guide del sito web GasTT…
Panoramica su alcuni motori per deviatoi di tipo modellistico - Fonte www.scalatt.it
8) La retroazione e l'automatismo Torna su
L'alimentazione digitale nasce essenzialmente per permettere ad ogni singolo giocatore di rivestire il ruolo di macchinista, di condurre cioè il
proprio convoglio su un tracciato dove circolano altri convogli condotti da altri macchinisti, rispettando tutti le precedenze, i segnali e i
comandi del Dirigente Movimento.
Un'importante evoluzione del sistema digitale è l'automazione, cioè una gestione e un controllo centralizzato di quanto avviene sul tracciato
ferroviario. Tale controllo richiede tutta una serie di informazioni che dal tracciato vanno alla centrale e/o ad un programma informatico di
gestione del traffico ferroviario.
Tali informazioni, originate da tutta una serie di sensori sparsi opportunamente sul tracciato, viaggiano sul "bus di
retroazione" (o di feedback).
Tali sensori possono essere dei pedali di contatto, delle fotocellule, dei sensori di assorbimento, dei reed (ampolline dotate di contatto
attivabile da parte di un piccolo magnete posto sul fondo della locomotiva); in pratica si tratta di una rete di elementi sensibili che informano
il sistema di comando centrale di cosa succede sul tracciato, di cosa si muove e in che direzione si muove.
Non si pensi all'automatismo solo come ad una sostituzione del giocatore, che diventa a quel punto spettatore passivo della circolazione
ferroviaria sul plastico; il programma informatico centrale può permettere una circolazione semi-automatica, una circolazione fatta cioè dai
giocatori-macchinisti su itinerari attivati a livello centrale, su cui però può intervenire il programma informatico qualora si salti una
precedenza o non si rispetti un segnale. L'automatismo, quindi può fungere da controllo della sicurezza della circolazione quasi come nella
ferrovia reale.
Per gli automatismi serve una centrale digitale dotata di porta per il collegamento a un pc, un computer e un programma specifico per la gestione
del traffico ferroviario.
Perché il programma informatico possa funzionare occorrono, come detto in precedenza, un sistema informativo di quello che sta avvenendo sul
tracciato e un sistema attuativo per comandare tutta una serie di funzioni.
Il sistema attuativo funziona solitamente con l'invio di tensione e comandi a tutta una serie di decoder (decoder loco e decoder accesori)
attraverso il bus di alimentazione. Occorre quindi che ogni locomotiva, ogni deviatoio motorizzato, ogni segnale (e via dicendo)
sia dotato di decoder con un proprio indirizzo univoco.
Il sistema informativo, detto "di retroazione" (o di feedback), utilizza invece un bus diverso che va dai moduli che rilevano i dati dei sensori
posti sui binari alla centrale digitale. il bus di retroazione funziona principalmente con due tipi di protocollo: Loconet ed
Xpressnet.
In entrambe i casi l'informazione origina da meccanismi sensibili che si attivano al passaggio di un convoglio. Possono essere dei tratti di
binario sezionato e alimentato tramite un sensore di assorbimento di corrente (in questo caso occorre che il
convoglio in transito assorba energia, come il motore di una loco, una carrozza illuminata o un carro che abbia un assale dotato di resistenza),
oppure dei sensori a raggi infrarossi posti ai lati del binario (il convoglio li attiva interrompendo il fascio di raggi tra
emettitore e ricevente), oppure dei reed attivabili con piccoli magneti posti sotto il convoglio e via dicendo.
Il programma informatico ha in memoria il tracciato completo con relativi deviatoi, segnali e convogli; acquisisce, con la presenza di sensori, lo
stato di punti di partenza, di transito e di arrivo (blocchi) e calcola tutta una serie di itinerari tra detti punti. La sua
funzione è attivare uno o più itinerari per i convogli presenti, predisponendo deviatoi, segnali e precedenze; sorveglia poi il traffico che viene
generato sia in completo automatismo che manualmente dai macchinisti.
Per arrestare un convoglio in un binario di stazione in modo automatico e realistico servono in genere uno o più punti sensibili in base al tipo
di programma informatico in uso. L'attivazione del, o dei sensori, provocherà un rallentamento progressivo fino all'arresto nel punto desiderato,
che potrà essere in prossimità del segnale a fine binario o al centro dello stesso in caso di automotrici o convogli molto corti).
I protocolli di retroazione Loconet e Xpressnet sono tra loro incompatibili e per farli interagire servono interfacce apposite
scarsamente utilizzate. Se ne usa quindi un solo tipo, e la scelta è spesso delegata a quale tipo di protocollo è attivo sulla centrale in
uso.
Senza entrare in dettagli tecnici, si può affermare che il sistema Xpressnet è forse più intuitivo del concorrente ma ha una espandibilità più
limitata (massimo 31 accessori).
Inoltre, l'architettura di Xpressnet è a cascata e questo vuol dire che ogni accessorio occupa un posto ben preciso in senso gerarchico e solo
quello può occupare; ne consegue che togliendo/aggiungendo/spostando un accessorio va spesso riorganizzata tutta la sequenza degli indirizzi.
Il protocollo Xpressnet necessita di una centrale digitale per funzionare.
Loconet è più flessibile e più espandibile, in teoria senza limite di accessori collegabili, con un'architettura a stella che permette di
aggiungere/togliere/spostare accessori senza problemi di riorganizzazione degli indirizzi. Diventa quindi comodo collegare accessori quali
palmari e altri moduli di retroazione. Il protocollo Loconet funziona anche senza una centrale digitale; questo significa che può essere adottato
anche con centrali digitali meno performanti, senza canale di retroazione, utilizzando apposite interfacce direttamente con il computer.
Altra fondamentale importanza è il tipo di trasmissione dei dati: Xpressnet prevede una interrogazione continua a rotazione degli accessori
mentre Loconet prevede che ogni accessorio comunichi solo il cambio di stato. Questo si traduce in una maggior velocità del sistema Loconet e
una maggiore affidabilità con minori margini di errore vista l'essenzialità dei dati trasmessi.
In conclusione Xpressnet, che rientra negli standard Roco, Fleischmann e Lenz, è adatto per impianti casalinghi o di dimensioni ridotte, meglio
se fissi. Loconet si adatta ad ogni situazione anche se trova indicazione principalmente in grossi impianti fissi e ancor di più in modulari o
plastici sociali soggetti a frequenti spostamenti e cambiamenti della disposizione dei moduli.
Per completezza, esiste un altro protocollo di retroazione, il CAN-BUS (usato in automotive), in uso alla centrale Ecos di Esu con il nome
Ecos-link; esiste un modulo di conversione Ecos-Link/Loconet.
9) I sezionamenti in digitale Torna su
Da quanto sopra esposto, dovrebbe risultare chiaro che i sezionamenti delle rotaie con l'alimentazione digitale hanno un significato ben diverso
da quanto si fa con l'alimentazione analogica.
Sarebbe infatti illogico, in digitale, usare un sezionamento per togliere alimentazione ai binari come si fa in analogico; la locomotiva si
fermerebbe di colpo perdendo poi il controllo di luci, suoni e altro.
In digitale, la sezione è sempre alimentata come il resto del tracciato, per essere soggetta ad un sensore, generalmente di assorbimento, per
permettere al convoglio in transito di eseguire comandi quali rallentamento, arresto, partenza, accelerazione o semplicemente dare informazioni
su presenza e direzione di marcia. Si tratta quindi di sezionamenti che, a seconda del tipo e della posizione che occupano, possono essere di
lunghezza variabile. Il sezionamento del tratto che precede un segnale di protezione di una stazione, ad esempio, dovrà essere abbastanza lungo
da permettere al treno in corsa, in arrivo, di rallentare e arrestarsi al segnale se posto a via impedita.
Si sezionano poi le rotaie del binario che forma un cappio di ritorno (vedi in seguito) e di nuovo tale sezionamento è sempre alimentato da un
dispositivo che varierà opportunamente la polarità delle rotaie.
Un'altra possibilità è che il sezionamento sia alimentato tramite un dispositivo di rallentamento e frenata, come il sistema ABC di Lenz o la
frenatura DC, soluzioni a cui si rimanda per ulteriori approfondimenti.
Frenatura tramite segnale DCC asimmetrico (ABC) - Fonte www.amiciscalan.com/forum
Plastico Mauba - Frenata ABC di Lenz - Fonte sites.google.com
Sistemi di frenata e segnali - Fonte www.dccworld.it
10) Esempi di schemi con collegamenti Torna su
Esempio di collegamenti con palmare, decoder accessori, tracciato e rete.
11) Booster Torna su
Nel caso in cui il tracciato sia di dimensioni tali che la centrale digitale non garantisca sufficiente potenza per far circolare contemporaneamente
tutti i convogli che si desidera, si ricorre alla divisione del tracciato stesso in due o più distretti tra loro isolati.
Ciascun distretto è alimentato da un booster, un accessorio che replica il segnale in uscita dalla centrale cui aggiunge la potenza
data dal relativo alimentatore.
I booster si collegano all'uscita B-BUS o Loconet-B della centrale, uscita che trasmette, in due dei suoi contatti, gli stessi pacchetti del
segnale DCC inviati al bus di trazione.
Il booster ha un alimentatore generalmente in grado di erogare una corrente di almeno 3 Ampere (più o meno la stessa della centrale digitale) e
si collega ai binari tramite un suo bus di trazione destinato al solo distretto di pertinenza.
Meglio quindi dividere il tracciato in distretti con potenza adeguata che non concentrare tutto in un unico distretto aumentando l'amperaggio
dell'alimentatore.
Non è infrequente trovare plastici ferroviari in cui il bus di trazione in uscita dalla centrale digitale si utilizza solo per comandare i decoder
accessori, quindi essenzialmente deviatoi e segnali, mentre si usano uno o più booster per la connessione ai binari per la trazione vera e propria
dei rotabili.
Questa soluzione ha i seguenti vantaggi:
- la centrale digitale è protetta dai possibili cortocircuiti che si verificano spesso sul tracciato in caso di svio di rotabili o contatti
accidentali sulle rotaie;
- i decoder accessori possono sfruttare l'alimentazione della centrale e non servono altri alimentatori;
- in caso di cortocircuito sui binari l'alimentazione viene tolta solo nel distretto interessato da quel booster mentre gli altri distretti e la
centrale continuano a funzionare regolarmente;
- in caso di cortocircuito causato dal passaggio di un rotabile che si blocca su un deviatoio i cui aghi sono posti in modo errato (ad esempio un
tallonamento), viene sospesa l'alimentazione dal booster ai binari ma dalla centrale si potrà ancora comandare il decoder accessori e muovere gli
aghi del deviatoio in questione risolvendo il cortocircuito senza andare a mettere le mani sul tracciato o sul rotabile.
12) Alcune curiosità Torna su
Accenno ad alcuni altri aspetti curiosi realizzabili con l'alimentazione digitale:
- si possono dotare le locomotive, specie quelle di manovra, di ganci automatici e far compiere alla loco, con una delle funzioni dei decoder
migliori, una manovra di sgancio con leggero movimento realistico di avvicinamento e poi allontanamento dal carro.
Dimostrazione funzionamento "Gancio Digitale " su locomotiva D245 Comofer Sound" - Fonte youtu.be - Canale Nunzio Calapai
E656 Caimano con gancio Krois e Loksound by Portigliatti - Fonte youtu.be - Canale treninomio
- si possono creare animazioni tipo azionare le porte di una rimessa per locomotive o le barriere dei passaggi a livello utilizzando dei
servomotori comandati da appositi decoder e gestirli a livello centrale insieme a deviatoi e segnali dell'itinerario relativo.
Prove automazione PL - Fonte youtu.be - Canale Mauro Menini
- si possono dotare le carrozze di illuminazione gestibile in modo separato, qui uno dei progetti avanzati:
ACME Letti MU - Scheda Illuminazione Digitale Con Luci Notturne | TFX064 - Fonte youtu.be - Canale The Fidax
- per chi ama smanettare, con Arduino e qualche shield si possono realizzare diversi componenti utili al funzionamento digitale. Con pochi euro,
ad esempio, si può realizzare un centrale digitale utile a gestire un binario di programmazione e un tracciato di prova, il tutto facilmente
interfacciabile a un pc con JMRI per una programmazione dei decoder e la gestione di un paio di locomotive su piccoli tracciati.
DCC++ e JMRI: centralina DCC con pochi Euro - Fonte www.amiciscalan.com/forum
Seguite i tutorial di Luca Dentella, per esempio, per una panoramica di quanto si può realizzare, sfruttando anche i kit proposti. Di seguito il
link del primo tutorial:
Impariamo Insieme - Centralina DCC (Plastico ferroviario in DCC con Arduino 1) - Fonte youtu.be - Canale Luca Dentella
13) Ipotesi di tracciati digitali Torna su
La progettazione di un tracciato o di un plastico, tanto più se con alimentazione digitale, parte da una idea schematica di come si intende
organizzare il traffico ferroviario.
Compatibilmente con lo spazio a disposizione, sempre tiranno, e la scala adottata, si dovrà trovare un compromesso che tenga conto di molti
fattori.
Il primo fattore da considerare è che spesso l'adozione di una doppia linea riduce drasticamente le possibili soluzioni; questo è dovuto
principalmente alla necessità di curve a raggio maggiore e maggiore presenza di deviatoi che riducono la lunghezza utile dei binari.
Le doppie linee vanno bene per tratti adibiti a parata dove la loro funzione si limita ad una passerella di convogli che spesso si incrociano.
L'altro fattore importante è ricordare che i treni, al vero, vanno da un punto ad un altro per poi ritornare al punto di partenza con direzione
di marcia invertita; quindi, se possibile, si dovrebbe evitare di veder girare in tondo lo stesso convoglio e sempre nella stessa direzione di
marcia.
Per rendere meno monotono l'esercizio ferroviario di un tracciato e divertire anche un eventuale spettatore, servirebbe in primis un'alternanza
di un certo numero di convogli.
Meglio ancora se lo stesso convoglio ricomparisse, dopo un certo tempo, con una direzione di marcia opposta alla precedente.
Nella migliore delle ipotesi quindi occorrerebbe trovare delle soluzioni che permettano di avere un serbatoio di convogli, la così detta
"stazione nascosta" (perché in genere celata alla vista) e la possibilità di invertire di volta in volta la direzione di marcia.
In quest'ottica, lo schema del tracciato ideale potrebbe essere questo:
Qui un esempio di un bellissimo plastico che contempla un simile schema:
Il Progetto - Nuovo Plastico Ferroviario Buzzaceto - Fonte www.buzzaceto.eu
Buzzaceto 2 - Costruzione della struttura - Fonte youtu.be - Canale Plastico Ferroviario Buzzaceto
Tracciato completo - Fonte youtu.be - Canale Plastico Ferroviario Buzzaceto
Introdotta quindi la schematizzazione del tracciato, con i vari tipi di stazione, proviamo a elencare alcune possibili soluzioni, dalle più
semplici alle più complesse, cercando di inserire quegli elementi che possano rendere la circolazione ferroviaria più articolata e divertente.
Per ovali si intendono anche quei tracciati che si ritorcono su se stessi e hanno andamento più o meno tortuoso ma che, se stirati e svolti,
finiscono per essere appunto tali.
La presenza della stazione nascosta negli ovali permette l'alternanza di convogli, ma nulla può sull'inversione della direzione di marcia.
Da notare che l'ovale "a doppia linea di parata con stazione nascosta passante" è spesso la soluzione adottata da chi sceglie come esercizio una
passerella di una serie di convogli in una scenografia particolarmente curata.
Qualche esempio:
Valle Casanuova - Fonte www.scalatt.it
Il plastico della Liguria - Fonte www.scalatt.it
Una soluzione che permette sia alternanza di convogli che alternanza di direzione di marcia degli stessi, in uno spazio relativamente ridotto, è
l'adozione di una linea a singolo binario con due grandi anelli di ritorno (detti anche cappi). In genere un cappio si trova ad un piano inferiore
e contiene una serie di binari di sosta che formano la stazione nascosta. Segue una rampa che sale al cappio superiore che contiene la stazione
principale di transito. La particolarità di questa soluzione sta nel fatto che i convogli in arrivo dalla stazione nascosta possono essere
instradati verso la stazione principale di transito sia in senso orario che antiorario. Ecco quindi garantita l'alternanza di convogli e
l'eventuale alternanza della direzione di marcia.
Passiamo allo schema e a qualche esempio:
Cerco idee per nuovo progetto - Fonte www.scalatt.it/forum
Di seguito gli schemi essenziali:
Nuovo plastico scala H0 - Fonte www.scalatt.it/forum
Plastico Stefano Rossi - 2011 - Fonte youtu.be - Canale Televalassina
14) Alcuni problemi elettrici in DCC Torna su
In digitale la direzione di marcia di un locomotore è data dal tipo di alimentazione che il decoder invia al motore in base alle istruzioni
ricevute dalla centrale. Non dipende quindi da una diversa polarità della tensione sui binari come avviene in analogico.
Questo concetto serve ad introdurre il problema del "cappio di ritorno" (o racchetta), soluzione che abbiamo incontrato nella
schematizzazione dei tracciati.
Quando il binario che origina da un ramo di un deviatoio ritorna all'altro ramo formando un cappio (o una racchetta), si origina un potenziale
cortocircuito, in quanto la rotaia esterna viene in contatto, al suo ritorno, con quella interna (e analogamente la rotaia interna fa lo stesso
con quella esterna).
Per fare questo occorre che il tratto sezionato sia più lungo del più lungo convoglio circolante, in modo che non si crei ponte elettrico sulle
due sezioni (locomotore già sul sezionamento in uscita e ultimi vagoni ancora sul sezionamento in entrata). Detta in altro modo, sul cappio
possono circolare solo convogli che non siano più lunghi del tratto sezionato.
Quando il convoglio è entrato completamente nel tratto sezionato, occorre invertire la polarità del tratto sezionato stesso prima che (o nel momento
in cui) il convoglio impegni il sezionamento in uscita.
Per fare questo ci sono diverse soluzioni, alcune delle quali anche di tipo meccanico "fai da te" di cui si discuterà a parte se di interesse.
Il sistema più semplice è dato dall'uso di apparecchi che rilevano il potenziale cortocircuito prima che lo rilevi la centrale digitale e, grazie
ad un relé interno, dispongono il binario sezionato in fase opportuna.
Un esempio di questi dispositivi è il Lenz LK200 che si collega come nello schema successivo:
Lo stesso problema si verifica anche con le piattaforme girevoli allorquando, per girare ad esempio una vaporiera, si fa compiere al binario una
rotazione di 180°. Le rotaie della piattaforma, in fase elettrica con il binario di arrivo, dopo la rotazione di 180° devono invertire la polarità
per essere di nuovo in fase con lo stesso binario che ora sarà di uscita.
Piattaforma girevole scala H0 con Arduino Nano e step motor. - Fonte youtu.be - Canale Mauro Menini
Alcuni fermodellisti preferiscono evitare i micro-cortocircuiti che si generano ogni qualvolta venga impegnato un sezionamento di un cappio e
usano dei sistemi che prevedono ulteriori piccole sezioni di binario che fungono da pedali di contatto che predispongono poi la fase corretta
nella sezione principale.
Un esempio di questi dispositivi è il KSM-SG prodotto dalla Littfinski DatenTechnik (LDT).
Un altro aspetto non trascurabile, con l'alimentazione digitale, è la gestione dei cuori polarizzati dei deviatoi. Esistono in commercio deviatoi
con cuore in plastica che non soffrono di questo problema ma per contro possono creare problemi di captazione a piccole locomotive con conseguente
loro arresto a metà del deviatoio.
Il cuore in metallo invece garantisce un contatto elettrico costante ma va gestito correttamente in base alla disposizione degli aghi; infatti il
cuore del deviatoio deve essere elettricamente in fase con una delle due rotaie a seconda della disposizione degli aghi stessi.
Le Schede – Elettricità ed elettrotecnica – Club Modellismo Pavese - Fonte www.modellismopavese.com
Invito quindi a scaricare e leggere attentamente le schede di interesse, tra cui in particolare:
Le Schede – Elettricità ed elettrotecnica – Club Modellismo Pavese - Fonte www.modellismopavese.com
Gestione dei cappi in tecnica digitale (DCC – Club Modellismo Pavese) - Fonte www.modellismopavese.com
Deviatoi con cuore polarizzato - Elettrofrog (DCC – Club Modellismo Pavese) - Fonte www.modellismopavese.com
In genere, in digitale, è sconsigliabile il tallonamento di un deviatoio, a meno che non sia del tipo Insulfrog, ovvero con il cuore in plastica.
Il tallonamento di un deviatoio con cuore polarizzato darà luogo ad un cortocircuito con arresto della circolazione.
Panoramica su alcuni motori per deviatoi di tipo modellistico - Fonte www.scalatt.it
15) Conclusioni Torna su
L'alimentazione digitale si presta quindi ad essere utilizzata in diversi modi, dal più semplice al più complesso e precisamente:
- su un tracciato ferroviario essenzialmente manuale (nessuna motorizzazione dei deviatoi).
- su un tracciato ferroviario con comando analogico dei deviatoi e di eventuali segnali (quadro sinottico).
- su un tracciato ferroviario con comando digitale dei deviatoi e di eventuali segnali (da palmare o da centrale si comanda sia la marcia sia
la disposizione dei singoli accessori).
- su un tracciato ferroviario con comando digitale centralizzato di deviatoi e di eventuali segnali (da centrale evoluta o da programma
informatico con predisposizione degli itinerari) e marcia sia automatica che semiautomatica, con possibilità di combinare i due tipi di marcia
(manovrare da macchinista un convoglio mentre altri convogli circolano in completo automatismo).
Per un funzionamento ottimale l'alimentazione digitale richiede una posa accurata dei binari, una buona distribuzione della tensione con numerosi
punti di connessione tra binari e bus di alimentazione e un pulizia accurata delle rotaie e delle ruote delle locomotive deputate alla
captazione.
Il consiglio principale che ci sentiamo di dare è quello di procedere a piccoli passi, provare e riprovare per conoscere pregi e limiti del
sistema digitale e cercare le eventuali conferme.
Prendete in considerazione l'acquisto di uno startset digitale, che ha sempre un buon rapporto tra prezzo e materiale offerto (centrale digitale
completa, loco digitalizzata, binari e qualche vagone).
Consigliamo quindi di partire con un piccolo tracciato, un semplice ovale cui aggiungere due deviatoi per avere un binario di raddoppio, inserendo
via via motorizzazione e digitalizzazione dei deviatoi, fino ad arrivare alle prove di automazione; questo tracciato iniziale di base vi permetterà
di fare tutta una serie di esperienze, molto spesso divertenti e svilupperà la consapevolezza di quello che veramente potrà interessarvi nella
realizzazione di un plastico ferroviario.
Chi scrive ha maturato la maggior parte delle esperienze su questo tracciato.
JMRI: A Java Model Railroad Interface - Fonte www.jmri.org
Per la scelta dei programmi informatici di gestione dei plastici la scelta andrà attentamente fatta tra:
Rocrail italian [Innovative Model Railroad Control System] - Fonte wiki.rocrail.net
Win Digipet - die neue Dimension für Digital + Computer - Fonte www.windigipet.de
Model Railroad Computer Control with TrainController - Fonte www.freiwald.com
iTrain - Layout control for Windows, macOS and Linux - Fonte www.berros.eu
Utile la lettura del manuale di Vittorio Vegetti: "Software per la gestione dei plastici ferroviari"
La parte iniziale chiarisce alcuni punti fondamentali del digitale, utili per una piena comprensione delle modalità di funzionamento dei
software. Il seguito descrive architettura e caratteristiche comuni a tutti i software, spiegando i termini a volte oscuri che si trovano sui
manuali. La seconda parte presenta le funzionalità principali di ogni software. Una tabella comparativa di costi e dispositivi supportati chiude
la guida.
Software per la gestione di plastici ferroviari by Vittorio Vegetti - Fonte www.scalatt.it/forum
Per progettare e disegnare il vostro tracciato e/o plastico ferroviario suggeriamo una scelta tra:
SCARM - Programma per la pianificazione e la progettazione di plastico ferroviari - Fonte www.scarm.info
Wintrack italian - Fonte www.wintrack.de
AnyRail™ - Il più semplice software di progettazione di plastici ferroviari - Fonte www.anyrail.com
N.B.:
Questa piccola guida vorrebbe essere una rapida panoramica su cosa significa l'alimentazione digitale nel fermodellismo con l'obiettivo, tra
lacune e qualche inevitabile imprecisione, di farne comprendere gli aspetti generali e i possibili sviluppi.
Siccome tutto quanto sopra è frutto delle esperienze tutt'altro che esaustive del suo estensore, illustrate spesso con termini colloquiali e
semplificando molti concetti, invitiamo chi vorrà approfondire gli argomenti a rivolgersi a pubblicazioni più tecniche e specifiche come ad
esempio quella di seguito elencata che è una delle poche in italiano:
Roberto Macchi: "Da analogico a digitale, ancora un passo avanti"
… per domande, curiosità, informazioni e chiarimenti… Torna su
L'autore Mauro MENINI, è a disposizione per domande, curiosità, informazioni e chiarimenti nella DISCUSSIONE FORUM GAS TT
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