Осветление на вагони

[IvanC]

Наскоро събрах една малка композицийка на местен пътнишки влак с модели от Piko - V180 с два двуетажни вагона, единият от които е с командна кабина. Вагоните, които аз взех, са от Hobby серията с каталожни номера 57684 и 57685.





Същите вагони ги има и в други разцветки и номерации.

Имам юношески спомени от тези вагони в района на Централна ж.п. гара София, без да съм се качвал в тях. Ето едно немско клипче с тези вагони, като има и кадри с вагоните на БДЖ на софийската гара:

Цък за видео


Първото начинание беше да разпарчаладисам вагоните. Оказаха се доста добре закопчани - по три щипки от всяка страна и още по една във всеки край на вагона, както и вертикални жлебове:





Червените стрелки показват щипките, а жълтите - жлебовете в които влизат езичетата на коша. И понеже езиците в жлебовете пазят щипките срещу разкопчаване, а щипките пазят езиците срещу изваждане, си е лека мъка да се разпарчаладисат без повреда.

После трябва да се разкопчее вътрешното оборудване от рамата - с помощта на плоска отвертка и словесни излияния със споменаване на роднини.


Piko предлагат осветление на вагона с лампи с нажежаема жичка и масивни световоди на няколко нива, с каталожен номер 56102. В комплекта влизат и токоснемащи пластини, но нищо от това не ми хареса, пък и нали съм си мазохист по отношение на електриките и осветленията, реших да последвам почина "Направи си сам". Та по този почин, първо проектирах печатни платки за осветлението. За тях ще напиша по-нататък, като станат и ако са сполучливи. Засега съм поръчал да ми ги направят.

Докато чакам да направят платките, се захванах с токоснемането. Хареса ми токоснемането от всички колела, което описах в предното мнение и затова реших да направя нещо подобно. На второто четене се получи (първата токоснемаща пластинка просто не ми хареса).

И така, подобно на пластинките, описани в предното ми мнение, направих чертеж, размножих и запазих в PDF файл, след което разпечатах на принтера:



Нататък няма да съм много словословен - както казва Гришата - "Разказ в картинки":

Залепване за ламарината с двустранно тиксо и изрязване на лазер (оранжев):




Изрези и прорези с лазер №2:






Формоване в пинсетната машина за огъване:




Заваряване на силови кабели с дължина 100 (мили) метра (дано са достатъчно дълги):




Монтаж в талигата:










И накрая монтиране на талигата в рамата:






И понеже повторението е майка на знанието, повторих повторението, т.е. почетворих горното.


Иван

[IvanC]

Плочката, която държи токоснемащите пластини в талигата е от тънка (0,4 - 0,6 мм) пластмаса с размери 15 х 8 мм и отворче в средата с диаметър 1,5 мм. Винтчето е М1,6 с дължина 2 мм, завито в отворчето в средата на талигата. Това е еднакво с монтажа на токоснемащите пластини от комплекта 56102.




Иван

[IvanC]

Допуснал съм грешка в предното мнение - винтчето е М1,6 с дължина 4 мм.

Иван

[IvanC]

Платката:






За да се фиксира платката на място, в обзавеждането на долния етаж на вагона направих прорези.
В оригиналното си състояние преди да направя прореза:




и след:



Горното направих и от двете страни.

Платката на мястото си:






Обзавеждането на горния етаж, щракнато на мястото си:




Обзавеждането, щракнато в рамата на вагона:




Поглед към тавана на долния етаж с монтираното осветление:




Като свърша с описанието на монтажа на платките в следващите мнения, ще пусна и схемите и останалата документация на платките.


Иван

[IvanC]

Платката за осветление на горния етаж - страната със светодиодите:




В двата края на платката са запоени червени светодиоди за задните светлини на вагона:






И другата страна на платката, на която е изправителят, регулаторът на 3,3 V, баластните съпротивления на светодиодите, два PIC микроконтролера за управление на светлините и една камара мостчета за конфигуриране на платката:




Платката за осветление на крайните помещения на вагона:








Задните червени светлини на вагона са направени с много дълъг световод и загубите в него са доста големи. За да се виждат задните светлини, трябваше да увелича тока през светодиода (да увелича ШИМ-а на изхода на микроконтролера), при което се получи силна подсветка в салона. Изпринтирах една бленда, която реши проблема с подсветката:










Платката се ограничава да не се мести във вагона с тези щифтчета, запоени в отвори, които съм предвидил на платката на осветление на горния етаж:




Платката, поставена на мястото си във вагона:




Вагонът има две "тъмни" помещения - по едно във всеки край. Пуснах във всяко "тъмно" помещение по един "златен" кондензатор:




Вагонът сглобен, осветлението включено:




Задните светлини на вагона:




Иван

[IvanC]

Един комплект платки, пресни след функционална проба:






Иван

[IvanC]

Описвам схемите на печатните платки в последователността, в която ги проектирах, защото за мен това е лесният начин да разделя тази сложна на пръв поглед задача, на няколко по-прости.

Печатна платка на осветлението на долния салон и преддверията

Схема:



XML файл на платката <- цък за отваряне в нов прозорец или с десния бутон на мишока за запазване във файл.


Горна страна на платката ("елементи"):




Долната страна със светодиодите:




На тази платка има следните мостчета (за запояване на съпротивление със стойност 0 ома или капка припой) за избор на захранване на светодиодите:

1. Всички мостчета отворени - осветлението е разделено на 3 групи:
1.1. Първа група (A1) - осветление на преддверие 1
1.2. Втора група (A2) - осветление на преддверие 2
1.3. Трета група (A3) - осветление на салона на долния етаж

2. Мостче J1 затворено (със запоено съпротивление 0 ома или на късо с капка припой) - осветлението на преддверие 1 свети заедно с осветлението на долния етаж

3. Мостче J2 затворено (със запоено съпротивление 0 ома или на късо с капка припой) - осветлението на преддверие 2 свети заедно с осветлението на долния етаж

4. Мостче J3 затворено (със запоено съпротивление 0 ома или на късо с капка припой) - осветлението на преддверие 2 свети заедно с осветлението на преддверие 1

С тези мостчета може да се опрости осветлението на долния етаж - например ако използваме "аналогово" осветление (без декодер), може да затворим мостчета J1 и J2 и да пуснем само два проводника (C+ и A3) от тази платка до главната платка.


Иван

[IvanC]

Главна печатна платка

Схема:



XML файл на платката <- цък за отваряне в нов прозорец или с десния бутон на мишока за запазване във файл.


Горна страна на платката ("елементи"):




Долната страна със светодиодите:




На тази платка са разположени:

1. Двуполупериоден изправител на напрежението от релсите по схема "Грец" (D1, D2) с регулатор на напрежението за 3,3 волта (IC1), филтриращи кондензатори (C1 до C4) и площадки за запояване на проводници към "златни" кондензатори (C5 и C6).

2. Два PIC микроконтролера (IC2 и IC3) за декодиране на DCC сигнал и управление на осветлението, челните светлини (за вагона с командна кабина) и светлините за край на влака. Използвах два микроконтролера, защото този PIC няма достатъчно изводи да управлява всички светлини. Тези микроконтролери не се монтират (запояват) при "аналогов" режим на работа. DCC сигналът се формира със съпротивлението R3 и двойният диод D3 преди да се подаде към входовете на микроконтролерите. Всеки микроконтролер има филтриращ кондензатор (C9 и C10).

3. Светодиоди за осветление на салона на горния етаж (LD5 до LD12) и за светлини за край на влака (LD4 и LD13) с техните ограничаващи (баластни) съпротивления (R4 до R13).

4. Мостчета за конфигуриране на платката за "аналогов" или "цифров" (с DCC декодер) режим и за избор на вагон със или без командна кабина:
4.1. J1 - задаване на режима на работа на осветлението на преддверие 1 - "аналогов" в положение "A" или "цифров" в "D".
4.2. J2 - задаване на режима на работа на осветлението на преддверие 2 - "аналогов" в положение "A" или "цифров" в "D".
4.3. J3 - задаване на режима на работа на осветлението на салона на долния етаж - "аналогов" в положение "A" или "цифров" в "D".
4.4. J4 - задаване на режима на работа на осветлението на салона на горния етаж - "аналогов" в положение "A" или "цифров" в "D".
4.5. JCL1 - избор на управление на осветлението на кабината на машиниста в положение "C" или на крайното помещение на вагона без кабина в "E".
4.6. J+ - избор на захранване на анодите на челните светлини и светлините за край на влака - "аналогов" в положение "A" или "цифров" в "D".
4.7. JFL1 - задаване на режима на работа на челните светлини (команден вагон) - "аналогов" в положение "A" или "цифров" в "D".
4.8. JHL1 - задаване на режима на работа на горната челна светлина (команден вагон) - "аналогов" в положение "A" или "цифров" в "D".
4.9. JRL1 - задаване на режима на работа на светлините за край на влака, страна 1 - "аналогов" в положение "A" или "цифров" в "D".
4.10. JRL2 - задаване на режима на работа на светлините за край на влака, страна 2 - "аналогов" в положение "A" или "цифров" в "D".
4.11. J6 и J7 - затворени при нормална работа на микроконтролера IC2, отворени при зареждане на фърмуера на микроконтролера; J1, J2, J3 и J4 също трябва да са отворени при зареждане фърмуера в този микроконтролер.
4.12. J8 и J9 - затворени при нормална работа на микроконтролера IC3, отворени при зареждане на фърмуера на микроконтролера; JFL1, JHL1, JRL1, JRL2 и JCL1 също трябва да са отворени при зареждане фърмуера.


В "цифров" режим на работа с DCC декодери, светлините и осветлението на вагона са разделени на няколко групи и се управляват от съответните микроконтролери:

1. Микроконтролер IC2 управлява вътрешното осветление на вагона, което е разделено на 4 групи:
1.1. Група 1 (G1) - осветление на преддверията от страна 1 на вагона (към командната кабина при командния вагон).
1.2. Група 2 (G2) - осветление на преддверията от страна 2 на вагона (към противоположната на командната кабина страна при командния вагон).
1.3. Група 3 (G3) - осветление на салона на долния етаж на вагона.
1.4. Група 4 (G4) - осветление на салона на горния етаж на вагона.
Този микроконтролер е програмиран от завода с адрес 3, управление на осветлението (групи 1 до 4) от функционалните бутони F4 до F7.

2. Микроконтролер IC3 управлява светлините за край на влака (RL1 и RL2), а за командиня вагон и челните светлини на вагона (FL1 и HL1)  и осветлението на кабината на машиниста (CL1). Заводските настройки на този микроконтролер са:
2.1. Адрес 2.
2.2. Управление на челните светлини и светлините за край на влака от страната на кабината на машиниста (за командния вагон) с функционален бутон F0.
2.3. Управление на светлините за край на влака от страна 2 (противоположна на кабината на машиниста за командния вагон) с функционалния бутон F8.
2.4. Управление на горната челна светлина за командния вагон с бутона F1.
2.5. Управление на осветлението на кабината на машиниста (за командния вагон) с бутона F3.

Настройките на DCC декодерите могат да бъдат променени с програмиране на съответните CV-та - виж описанието на функционалния декодер с PIC микроконтролер в мненията по-горе в тази тема.


Иван

[IvanC]

Печатна платка за осветление на крайните салони на вагона

Схема:



XML файл на платката <- цък за отваряне в нов прозорец или с десния бутон на мишката за запазване във файл.


Горна страна на платката ("елементи"):




Долната страна със светодиодите за осветление на вътрешността на вагона:



Тази печатна платка се използва за осветяване на вътрешността на вагона в края му, където има само едно ниво. Използват се 2 броя на вагон - по една във всеки край. Използва се и над кабината на машиниста на командния вагон, като на нея е и светодиодът за горната челна светлина (HLD).

На платката са разположени:

1. Светодиоди за осветление на вътрешността на вагона (CLD, LD1 и LD2) и техните баластни съпротивления (R1, R2 и R3).

2. Светодиод за светлините за край на влака (RLD) и баластното му съпротивление (R4). Не бях сигурен къде да разположа светодиода за тези светлини - на главната платка или на тази, затова предвидих място и на двете платки. В крайна сметка го монтирах (запоих) на главната платка (общо два, по един във всеки край на платката) и на тази платка не монтирах светодиода и съпротивлението. Може би трябваше да пробвам да монтирам и на двете места... 

3. Светодиод за горната челна светлина на командния вагон (HLD) и баластното му съпротивление (R5). Монтират (запояват) се само ако платката се използва над кабината на машиниста (на командния вагон). Светодиодът се запоява на 90° спрямо повърхността на платката ("на калъч"  ). На схемата стойността на баластното съпротивление R5 е посочена 1 килоом, но на практика (с DCC управление) използвах съпротивление със стойност 15 килоома и въпреки това трябваше да намаля значително (на 33%) ШИМ-а на изхода, управляващ тази светлина. Дори и при този ШИМ, все още има подсветка от горната светлина в кабината на машиниста при изключено осветление на кабината. При включено осветление на кабината, тази подсветка не се забелязва.


STL файл на скобата (блендата) между главната платка и тази платка <- цък за сваляне на файла.

Става дума за черната джуджавка между двете платки:




Иван

[IvanC]

Печатна платка за надбуферните светлини на командния вагон

Схема:



XML файл на платката <- цък за отваряне в нов прозорец или с десния бутон на мишката за запазване във файл.


Горна страна на платката ("елементи"):




Долната страна със светодиодите:





Платката, поставянето ѝ във вагона и опроводяването:




































Иван

[IvanC]

Това мнение е по-скоро за токоснемането на талигите и тяхното окачване при вагоните на Tillig.

Тук (според мен) има два основни проблема. Първият е, че вагоните се клатят силно при разклащане от външно въздействие. Понеже имат колооси без забележимо биене, вагоните вървят стабилно и без клатене, докато не преминат през някоя неравност, като например сърце на стрелка.

Вторият проблем е в токоснемащите пластини. Някои (не всички) от вагоните са окомплектовани фабрично с токоснемащи пластини. Тези, които пристигат с токоснемащи пластини също са два вида - при едните пластините на талигите са монтирани от завода, при вторите са в кесийка за монтаж от крайния потребител. Така, както са оформени тези пластини, вагонът върви много тегаво и се чува стържене при движение. Ето как изглежда оригинална токоснемаща пластина (на преден план на снимката):



Във всеки край пластината е огъната на 90 градуса и на практика "стърже" по бандажа на колелото. На заден фон се вижда леко променени пластини, монтирани на талига, при което е променен ъгълът на контактуващата част на около 30 градуса, но това не доведе до съществени (забележими) промени в стърженето и тегавостта на движение. Затова (почти) изправих краищата на пластината и ги огънах леко нагоре, за да не скърцат:



Вторият проблем за тегавото движение е от материала, от който са изработени пластините - много жилав. Опитите ми за регулиране на натиска на пластините към колелата със съответното огъване, не беше особено успешен. Диапазонът в който натискът е малък, но достатъчен, е много тесен - разликата между силен натиск и пластината да не допира колелото е много малка. Ако огъна пластината прекалено много, в опит да намаля натиска върху колелото и тя вече въобще не опира в колелото, при което се налага да сваля пластината, за да я изправя. След 1-2 свалания, пластината се пречупва в сгъвките и трябва да правя нова такава (по-скоро за добро!). Моето "копие" на токоснемащите пластини се оказа много по-добро от функционална гледна точка, макар че визуално изглеждат леко "мурдарски". За това в следваща тема с чертеж, PDF за разпечатване на домашния принтер и разбира се снимки.

Обратно към проблема с окачването на талигите. Tillig са предвидили едната талига да е окачена без напречно клатене, а втората да има странично клатене. За целта, в единия край на вагона в отливката на рамата има тези пирамидки:



а в другия край ги няма:



На снимките лисват тоководещите пластини от талигите към вътрешността на вагона, които изглеждат така:



Махнах тези пластини, защото при промяната, която направих, те пречат.

Проблемът е, че призмите в единия край на рамата не работят. Причината да не работят е в тоководещите пластини от талигата към вътрешността на вагона. За да могат да правят контакт, тоководещите пластини в рамата трябва да опират в токоснемащите пластини в талигата. За да е надежден този контакт, тоководещите пластини поемат част теглото на вагона към талигата като пружинират и няма твърд контакт между едната талига и рамата. От там и страничното клатене на вагона.

Моето решение на проблема с клатенето е следното.

На първо място е премахването на пружиниращата функция на тоководещите пластини в рамата. Заместителят са проводници, запоени към токоснемащите пластини в талигите.





Второ, след като махнах тоководещите пластини, призмите в рамата не се допират в никоя част на талигата, така че не си вършеха функцията, за която са направени. Този проблем разреших, като изрязах шайба, която върши работата на дистанционна втулка, да обере разстоянието между призмите на рамата и талигата:







Шайбата е с външен диаметър 19 мм, вътрешен диаметър 6 мм и дебелина 1 мм.

PDF файл с шайбата за разпечатване на шаблон

Следва опроводяването, което е по два начина. На спалните вагони, проводниците от токоснемащите пластини на талигите са по-дълги и ги запоявам направо на платката на осветлението. При спалните вагони проводниците преминават през "тъмни" помещения във вътрешното оборудване на вагона и не се виждат:







При второкласните и пощенския Y-вагони, запазих оригиналните тоководещи пластини през коша, като запоих проводниците от токоснемащите пластини на талигата към тези тоководещи пластини:





От тук нататък, проектирах печатни платки за осветлението (с възможност за монтиране на чип за функционален декодер), които са варианти на описаните в предните мнения, пригодени за специфичното разположение на светодиодите за съответното вътрешно разпределение на вагоните. Не се спирам на тези стъпки, защото няма какво по-различно да покажа.


Иван

[IvanC]

Осветление на вагони на Piko 53332 и 53333 - токоснемане

Това са 4-осни саксонски купейни вагони без коридор на Piko от II епоха (DRG), но ги има и в изпълнения от III епоха на DR (53212 и 53213), PKP (53330 и 53331), CSD (53318 и 53336), SNCB (53334 и 53335), NS (53316) и може би други администрации:




Разпарчаладисах вагоните и.................. изненада! Като конструкция, вагоните са почти еднакви с 4-осните пътнически вагони на Tillig до преди 10-тина години.
Талигите, например, макар и различни в мащабните детайли, са с абсолютно същите изрези за токоснемащите пластини, кулисният механизъм, закрепването на вътрешното обзавеждане към рамата са идентични с тези на Tillig. Не знам кой от кого е копирал, но в миналото (преди 1990-та година) имаше един период, когато бяха обеденили всички производители на жп модели в ГДР под шапката на Piko и може би тогава е имало взаимстване на конструкции между отделните заводи.

Това ми олесни задачата - свалих размерите на токоснемащите пластини на Tillig, начертах си ги в "любимата ми" CAD-програма, размножих ги да се съберат повече на лист хартия, запазих в PDF и разпечатах:




Талига, материал, шаблони и инструменти:




Изрязана и оформена токоснемаща пластинка:




Проводници с дължина 100-тина мм:




Монтирани пластини, запоени проводници:






Отвори в обзавеждането на вагона за прекарване на проводниците през Колю зетя на вагона:






Всъщност вагонът има 4 тоалетни и всеки един от проводниците минава през една от тях:




Нататък е стандартната процедура - проектиране на печатна платка, поръчването й, "налепяне" на чаркалака по платката, тестване, затваряне на вагона и настройка на декодера на платката чрез съответните CV-та. Това вече съм го описвал - справка в предишните мнения.


Иван

[mitko0888]

Защо не използваш едностранно изолирани колооси и токоснемането да е от оста, а те ог бандажа на колелата. Тогава триенето ще е много по-малко

[IvanC]

Защо не използваш едностранно изолирани колооси и токоснемането да е от оста, а те ог бандажа на колелата. Тогава триенето ще е много по-малко

Тези колооси вече са си едностранно изолирани.

На много от вагоните ми, токоснемането е от оста, при което само половината от колелата токоснемат. Предимството на токоснемането от всички колела е... че токоснемат всички колела , т.е. постига се почти 2 пъти по-добро токоснемане. Предимството пък на токоснемането от оста е значително по-малкото съпротивление при движение. Ако талигите са с пъпки за една пластина, токоснемаща от осите, използвам една пластина. Ако са предвидени да токоснемат от колелата - правя го по този начин. В случая с вагоните на Тилиг и саксонските на Пико, спазих оригиналната схема на токоснемане. Просто въпрос на личен избор.

Между другото, материалът който използвам за пластините е доста тънък и мек (месинг с дебелина 0,075 мм) и съпротивлението на триене е значително по-малко отколкото при оригиналните токоснемащи пластини на Тилиг.

Не всички вагони на Тилиг са предвидени за вида токоснемащи пластини, които съм показал. Кушет-вагонът на БДЖ (74907) има пъпки на талигите за централна пластина, токоснемаща от осите и на този вагон така съм направил токоснемането. Това е идентично с токоснемането на вагоните на Роко, което съм показал в предни мнения.


Иван

[IvanC]

Независимо от подобрението, което постигнах с променените "извивки" на оригиналните токоснемащи пластини на вагоните на Tillig, реших да изпробвам "хибриден" вариант - токоснемане от вътрешната страна на всяко колело като на вагоните на Piko (описано също в предно мнение в темата), но със закрепване към талигата като оригиналното. Нещо такова:






И както при другите токоснемащи пластини, процедурата е същата - начертаване в "любимата" CAD-програма, размножаване и запис в PDF файл, разпечатване и т.н.:













Резултатът се получи както очаквах - още по-малко съпротивление при движение, с предимството на токоснемането от всички колела. Не е като токоснемане от оста, но е значително по-добре отколкото токоснемане от бандажите.


Иван