Od mala mám jeden zásadní koníček - vláčky. Ve všech formách i velikostech. Ještě než mi byly 3 roky, koupil táta malé modelové kolejiště velikosti TT (1:120) na sklopném panelu. Když se pak mladší bratr naučil lozit a stát, začal v modelové krajince působit fyzické škody. Proto rodiče kolejiště prodali.
Po nedlouhé době zjistili, že to se mnou bez vláčků bude těžké. Koupili mi tedy sadu (start-set) vláčku a kolejí velikosti H0 (1:87). Tu mám dodnes. Postupně jsem k ní přikupoval další koleje, vagonky a mašinky.
Druhý velký koníček začal, když táta v mých necelých 11 letech koupil první Atari.
Od té doby jsem svou sbírku H0 vláčků i Atari počítačů výrazně rozšířil. Střídavě jsem se věnoval jednomu nebo druhému. Až donedávna jsem ale netušil, že oba tyto koníčky lze propojit...
Analogově ovládané vláčky fungují zpravidla tak, že motorek lokomotivy je připojen jedním vodičem k levé kolejnici a druhým k pravé. Čím větší napětí se do kolejí pouští, tím jede lokomotiva rychleji. Podle polarity jede buď dopředu, nebo dozadu.
Je to primitivní a účinné. Má to ovšem nevýhodu. Tento způsob ovládání ovlivňuje všechny lokomotivy na kolejišti. Všechny současně jedou stejným směrem nebo stojí.
To je použitelné pro jednu nebo dvě lokomotivy. Když už jich ale chceme provozovat více současně, je to velmi omezující. Roku 2018 jsem proto dospěl k závěru, že to tak dál nejde.
Jak to jde dělat jinak? Už od 90. let existuje standard pro digitální ovládání - Digital Command Control - DCC.
Základní princip DCC je jednoduchý. Jeho přesný popis přesto překračuje objem volného místa ve FLOPu. Proto prosím berte následující odstavce jako zjednodušený rámcový úvod do problematiky DCC. Podrobnější informace najdete na internetu (např. [1] a [2]).
Do každé lokomotivy je třeba nainstalovat tzv. dekodér. Je to mikropočítač na destičce o velikosti od jednoho centimetru čtverečního.
Dekodér se zapojí mezi přívody elektřiny do lokomotivy a kontakty jejího motoru. Do kolejí se pouští konstantní napětí (zpravidla 12 až 14 V), do kterého se v řídicí jednotce modulují signály pro jednotlivé dekodéry.
Trať tak vedle funkce napájení slouží zároveň jako komunikační sběrnice. Každý dekodér má svou (jedinečnou) číselnou adresu, podle které pozná, zda je příkaz, který k němu skrze kolejiště doputoval, určený pro něj.
Podle obdrženého příkazu pouští dekodér do motoru své lokomotivy požadované napětí s potřebnou polaritou. Tak se může po kolejišti pohybovat (téměř) libovolný počet vlaků různými směry a rychlostmi.
Kromě ovládání motoru může dekodér plnit i další funkce - např. ovládání světel, a to jak vnějších, tak vnitřních (pokud je jimi vozidlo vybaveno). Mezi další možnosti patří elektricky ovládané spřáhlo či generátor kouře u parních lokomotiv.
Moderní lokomotivy už jsou většinou na digitalizaci připraveny. Bývají osazeny konektorem, do kterého je od výroby zasunuta destička propojující jednotlivé piny tak, aby propojovala motor a světla s kolejemi pro typický analogový provoz. Po zakoupení dekodéru stačí destičku vyjmout a místo ní zasunout dekodér.
Vedle lokomotivních dekodérů existují i tzv. funkční dekodéry, které neobsahují ovládání motoru. Hodí se např. k řízení osvětlení v samostatných vozech (či stavbách na modelovém kolejišti) nebo přehazování výhybek (vybavených elektrickým přestavníkem).
Když jsem došel k závěru, že potřebuji svou vlakovou flotilu digitalizovat, zbývalo se rozhodnout, jakým způsobem chci železnici ovládat a jaké zařízení bude modulovat signály do kolejiště.
Existují samostatné centrály, které jsou velké zhruba jako set top box a jejich cena s příslušenstvím často přesahuje 10 000 Kč. Další možností jsou minipočítače (např. Raspberry Pi), pro které se dělají speciální moduly zajišťující funkce DCC centrály. Tady se s cenou pohybujeme kolem 5 000 Kč. Koupit lze také DCC interfacy připojitelné např. přes USB k běžnému PC. Tady ceny také začínají na několika tisících.
Pro ovládání jednotlivých vlaků se pak k centrále připojují různá ovládací zařízení. Mohou to být speciální přístroje připomínající dálkový ovládač televizoru. U počítačových systémů se lze připojit přes síť a použít webové či grafické rozhraní. Některá řešení umožňují využít dotyková zařízení.
Přes centrálu se ke kolejišti připojuje dostatečně silný zdroj (zpravidla v řádu jednotek ampér). Jedno hnací vozidlo vyžaduje příkon kolem půl ampéry (což je srovnatelné s analogovým provozem).
Už už jsem se klonil k nákupu centrály připojitelné přes USB k PC. Zmínil jsem se o tom Honzovi, a ten mi jen tak mimoděk řekl: "No já jsem někde viděl, že se dalo vláčky ovládat i z Atari". Ještě týž den mi poslal odkaz na web [3].
Mrkl jsem na web a vskutku! A-Train Systems dnes dodává svůj SW pro PC s USB DCC interfacem, ale kdysi nabízela řešení A-Track pro 8bitová Atari. Na webu (v sekci Download) k němu stále leží dokumentace včetně fotek zařízení [4], screenshotů [5] a popisu ovládání [6]. Nikoli však SW nebo informace o ceně HW.
Inu neváhal jsem dlouho, využil kontaktní formulář na webu a zeptal se, zda je možné ještě někde SW a HW pro Atari získat. Během pár dnů se mi z Británie ozval Terry Chamberlain - ochotný starší pán potěšený mým zájmem o starou věc.
Terry mi sdělil, že se Atari verzí už víc jak 10 let nezabývá, ale pokud mám velký zájem, pohledá SW a koukne se na půdu, zda tam nezbyl nějaký HW. Samozřejmě jsem napsal, že zájem mám.
Po pár dnech se Terry ozval s dobrými zprávami. K mailu přiložil 2 obrazy disket se SW. Současně mi sdělil, že našel kompletní sadu HW, která zahrnovala:
Jediné, co chybělo, byl napájecí zdroj. Resp. on by mi nějaký poslat mohl, ale stejně bych na něm musel vyměnit vidlici za kontinentální. Navíc by hmotnost trafa výrazně prodražila poštovné.
Terry navrhl cenu za HW na úrovni ceny součástek. Současně nabídl, že mi dá k dispozici veškerou technickou dokumentaci (včetně schémat) a zdrojové kódy SW.
Ačkoli byla cena o něco vyšší, než jsem očekával, nabídka poskytnutí dokumentace a zdrojů to bohatě vyvážila. Proto jsem Terrymu poslal přes PayPal smluvenou částku + poštovné a čekal.
Abych si čekání ukrátil, jal jsem se sehnat dekodéry do 2 nových lokomotiv, které už byly vybaveny konektorem pro DCC. Zjistil jsem, že konektorů existuje více typů.
Přes počáteční tápání se povedlo zakoupit ty správné a osadit je do lokomotiv. Pro představu, ceny dekodérů se pohybují mezi 500 a 1200 Kč. Tedy pokud nepočítám dekodéry se zvukem. U těch začíná cena na 2000 Kč za kus, ale ty A-Track stejně nepodporuje.
Druhým úkolem bylo sehnat trafo. A-Track vyžaduje na vstupu střídavý proud o napětí 15 až 16 V. Do kolejiště pouští maximálně 4 A, ale zdroj může být silnější (přebytečná síla se nevyužije) nebo slabší (ovšem pak utáhne méně vlaků).
Zpočátku to vypadalo, že sehnat potřebné trafo bude problém. Potom se ale ukázalo, že lze použít takové, které má 2 sekundární vinutí - 2x 8 V. Když se správně propojí, stane se z nich 1x 16 V.
Zakoupil jsem tedy Indel TST100/002 2x 8V / 6.25 A za 579 Kč. Trafo jsem zavřel do plastové krabičky. Na vstupní vývody jsem připojil kabel s vidlicí do zásuvky 230 V. Na výstupní pak dostatečně silnou dvojlinku, aby se neroztavila při 4 A.
Mezitím přišel balík z Velké Británie. Chvíle napětí při rozbalování a ... nebyla to cihla! Vážně mi přišla sada A-Track pro Atari.
Terry si navíc dal tu práci, že připravil a poslal bodový seznam úkonů ke zprovoznění DCC lokomotiv s A-Trackem pro úplné začátečníky (zřejmě po dojmech z e-mailové komunikace se mnou).
Propojil jsem tedy potřebné kabely. Dle bodového seznamu jsem nakonfiguroval lokomotivu do A-Tracku. Pak jsem mašinku postavil na trať a pln očekávání zasedl k počítači. Najel jsem na tlačítko pro zvýšení rychlosti a napjatě sledujíc lokomotivu stiskl Return a ..... ANO, mašina se rozjela!
3. února 2019 ve 13:32 SEČ mi tak A-Track splnil sen, o kterém jsem ani nevěděl, že ho můžu mít. Ovládám své vláčky pomocí mého Atari.
Ale dosti mých emotivních výlevů a pojďme se podívat, jak A-Track funguje.
Základem systému A-Track je řídicí jednotka (DCC Interface) - kovová krabice s mnoha konektory, 3 kontrolkami a 2 přepínači. Ta se propojuje s Atari přes systémovou sběrnici (PBI u XL nebo ECI u XE). Jednotka je vnitřně rozdělena na 2 části - logickou a silovou.
Logická část se napájí zdrojem od Atari, které pak bere elektřinu propojovacím kabelem z řídicí jednotky. Do logické části také ústí datový kabel z Atari.
Silová část je napájena výše zmíněným trafem 15 až 16 V / 4 či více A. Logická část překládá povely od počítače na pulsy, které se pak v silové části modulují do elektrického toku, a ten je pouštěný na jednu ze dvou dvojic výstupních svorek.
První dvojce svorek se používá pro tzv. programovací kolej. Je to samostatná (stačí krátká) kolej, na kterou se postaví 1 lokomotiva, aby bylo možné číst (verifikovat) nebo zapisovat (programovat) obsah jejího dekodéru (resp. jeho CV).
Druhá dvojce svorek se připojuje k hlavní trati, na které může být v běžném provozu (takřka) neomezený počet vlaků s dekodéry.
Na řídicí jednotce jsou toliko dvě páčky - hlavní vypínač a přepínač režimu provoz a programování (tj. nastavení, do které z dvojice výstupních svorek se pouští proud).
Vlaky lze ovládat pomocí paddlů připojených do druhého ovladačového portu Atari. Takto lze ovšem ovládat pouze 2 vlaky současně a navíc paddly mají jen jedno tlačítko, což je pro přídavné funkce málo.
Terry proto vymyslel sběrnici, na kterou lze připojit až 8 jím navržených vlakových ovladačů (Handheld Controllers) sestávajících z potenciometru, 4 přepínačů a 4 tlačítek.
Potenciometr slouží k ovládání rychlosti. Jeden z přepínačů pak k určení směru jízdy. Zbylé přepínače a 3 tlačítka zapínají či vypínají dodatečné funkce (např. světla).
Poslední z tlačítek na ovladači má stejnou funkci jako tlačítko paddlu - nouzová brzda. To je velmi užitečná funkce, která okamžitě zastaví všechny vlaky na kolejišti. Hodí se např. při vykolejení vozidla nebo hrozící kolizi vlaků.
Ovládací sběrnice je řízena síťovým interfacem (Network Driver). Ten se připojí do druhého joystickového portu Atari (místo paddlů) a napájení bere druhým kabelem z řídicí jednotky.
Sběrnice ovladačů je tvořena 8žilovými kabely s konektory RJ 45. Nedoporučují se kabely kroucené (např. UTP). Mohou být propojeny v téměř libovolné topologii - lineárně, hvězdicově, kombinovaně.
To má velmi dobré využití u velkých modelových kolejišť, pod kterými jsou vedeny různé kabely. Na vhodná místa tam lze umístit RJ 45 zásuvky a do nich podle potřeby jednotlivé ovladače připojovat.
Pokud se ptáte, proč sada A-Tracku obsahovala i ST myš, tak je to proto, že ji ovládací SW umí využít. Celý program je sice ovladatelný z klávesnice. Podporuje ale i myš zapojenou do prvního joystickového portu.
Podrobnější informace o HW najdete v dokumentaci [4] a [6].
K ovládání A-Tracku slouží jeden ucelený program, který ke svému běhu potřebuje DOS, protože pracuje s konfiguračními a datovými soubory. Poslední verzí je A-Track 2.2 z roku 2004.
Výrobce dodává 2 diskety. Na jedné je A-Track s DOSem 2.5, na druhé se SpartaDOSem. Použít můžete tu, která vám lépe vyhovuje. Případně si vyrobit vlastní s DOSem, který preferujete.
Po spuštění se program nejprve ptá na jméno souboru se seznamem nakonfigurovaných vlaků. Soubor má koncovku ITL (jako ITem List).
Hlavní obrazovka nabízí řádkový přehled jednotlivých dekodérů (tj. lokomotiv apod.) Položky lze přidávat, mazat. U jednotlivých položek lze přejít na jejich řízení (ovládací obrazovka) či úpravu (programovací obrazovka).
V horní části hlavní obrazovky je skryté menu, které lze vyvolat klávesnicí nebo myší. V menu můžete ukládat či načítat ITL soubory, měnit konfiguraci programu atd.
Ovládací obrazovka má prvky uspořádané do 3 sloupců. V levém se volí, zda bude lokomotiva ovládaná z počítače nebo některého z ovladačů. Prostřední sloupec slouží ke změně směru a rychlosti jízdy. V pravém sloupci lze zapínat a vypínat přídavné funkce. Ve spodní části řídicí obrazovky je ukazatel aktuální rychlosti a směru jízdy.
Programovací režim slouží k načítání hodnot z nebo jejich zápisu do dekodéru. Každý dekodér má v sobě uloženo několik desítek hodnot (tzv. Configuration Variables - CV). Tyto hodnoty určují nejrůznější vlastnosti, např. adresu dekodéru (něco jako MAC), maximální rychlost, výchozí směr jízdy a propojení jednotlivých světel s funkcemi na ovladači.
Většina dekodérů má také v CV uloženou také tzv. zrychlovací křivku. To je vzestupná posloupnost hodnot, která (je-li použita) lépe simuluje chování reálné lokomotivy při změnách rychlosti jízdy, zvláště při rozjezdu a brzdění.
Moderní dekodéry (zvláště ty se zvukem) mívají i více než 100 CV. A-Track jich ovšem podporuje pouze 96. Z toho plynou některá omezení. Základní funkcionalita je ovšem plně zachována.
Je to skvělé! Funguje to. Vřele doporučuji všem ataristům nadšeným do modelových železnic.
Nicméně, jako prevenci nesprávných očekávání, považuji za nutné upozornit na následující fakta:
Věřím, že ani tyto nesnáze nadšence neodradí a za nějaký čas budeme mít na našich ataristických setkáních nějaký koutek vyhrazený také pro vláčky.
Bohdan Milar
[1] https://www.vlacky.com/dcc/ [2] https://en.wikipedia.org/wiki/Digital_Command_Control [3] https://www.a-train-systems.co.uk/ [4] https://www.a-train-systems.co.uk/download_files/A-Track_HardwarePics.pdf [5] https://www.a-train-systems.co.uk/download_files/A-Track_Screenshots.pdf [6] https://www.a-train-systems.co.uk/download_files/ATrackUserGuide22.pdf [7] Interview s Terrym Chamberlainem, FLOP 65