Smyčku Zaječí vybudoval předseda klubu Tomáš jako naše první technické (skryté) nádraží, aby otáčela soupravy, simulovala pokračování naší tratě, postarala se o základní vlakotvorbu a umožnila jízdy podle grafikonu na modelované trati. Elektrické zapojení smyčky bylo provedeno podle tehdejších znalostí a dostupných možností, jenže v průběhu času bylo zdrojem nepříjemností. Letos jsem se odhodlal ke kompletní rekonstrukci elektrického zapojení.
Smyčka je obvykle na setkáních obsluhována samotnými strojvedoucími. Modul smyčky Zaječí se skládá ze tří segmentů. První vjezdový segment je rovinka s mostem sloužící k optickému oddělení smyčky od zatravněného kolejiště a je elektricky zapojen jako běžný traťový modul, takže se ho rekonstrukce netýkala. V případě potřeby lze smyčku používat i bez vjezdového segmentu.
Druhý segment obsahuje rozvětvení smyčky na dva směry pomocí výhybek, do každého směru vedou tři průjezdné odstavné koleje a v jednom je doplněna kusou kolejí. Výhybky jsou přestavovány ručně pomocí páčkových přepínačů táhly spojenými s výhybkami. Přepínače obsahují jeden přepínací kontakt určený k přepínání polarity srdcovky. V tomto segmentu je i elektronika pro přepínání polarity ve smyčce.
Třetí segment jen uzavírá tři koleje smyčky a prodlužuje kusou kolej.
Původní zapojení
Původní elektrické zapojení mělo zhlaví zapojené postupně přes všechny srdcovky až k vjezdové koleji. Za zhlavím byly všechny smyčkové koleje oboustranně odděleny a napojeny na jeden společný elektronický modul vratné smyčky, který přepínal polaritu odstavných kolejí za zhlavím podle detekce zkratu. Jen kusá kolej byla napojena přímo na vjezdovou kolej (JK).
Druhý a třetí segment se spojovaly zapojováním čtyř samostatných drátů do neoznačených Wago svorek, takže bylo potřeba ještě před provozem kontrolovat polaritu navazujících kolejí mezi segmenty.
Výhodou původního kaskádového zapojení zhlaví přes přepínače srdcovek byla asi jednodušší konstrukce, kolejnice za srdcovkami nebyly hned řezané. Elektronický modul vratné smyčky sliboval jednoduché zapojení.
Nevýhodou postupného zapojení srdcovek zhlaví bylo, že každý vlak projíždějící smyčkou musel zastavit ještě v přepólovacím úseku a nesměl na druhé straně vjet do zhlaví, pokud byla, byť jediná výhybka před ním postavena mimo cestu vlaku, jinak hrozil trvalý zkrat. Obvykle se to týkalo přinejmenším vjezdové výhybky ponechané na vjezd vpravo, která způsobila vlaku po objetí smyčky před levým zhlavím kombinaci polarity JK-KK, tj. po přejetí námezníku následoval okamžitý zkrat.
Modul vratné smyčky byl ve své době konstruován na jednu smyčkovou kolej s jednou DCC lokomotivou. Funguje tak, že měří proud tekoucí do přepínaného úseku a pokud naměří, že proud je vyšší, než odpovídá jedné lokomotivě, tak ho vyhodnotí jako zkrat a přepne polaritu smyčky. Jenže ve smyčce byly až tři lokomotivy a obvod kvůli jejich odběru přepnul polaritu, opět vyhodnotil nadproud a začal kmitat tam a zpět. Řešením bylo snížení citlivosti, tj. zvýšení proudu, který teče přes kolečka lokomotivy vjíždějící do smyčky. Potom přišly zvukové dekodéry s vyšším odběrem proudu, přípřeže a osvětlené vozy, takže se situace opakovala a zkratový proud bylo nutné stále zvyšovat, aby se zachovala aspoň přiměřená spolehlivost přepínání polarity.
Smyčka pochopitelně běžně fungovala, ale výše uvedené nevýhody mě přivedly k její rekonstrukci. V červnu 2022 jsem si ji vzal k sobě, abych ji na srpnové výstavě představil v novém zapojení.
Nové zapojení
Nejdříve jsem nařezáním odizoloval kolejnice tak, aby byly srdcovky zapojeny každá zvlášť běžným způsobem, tj. nezávisle na předchozí výhybce. Levá a pravá kolejnice výhybky má vždy opačnou polaritu a krátká srdcovka se přepíná k protější kolejnici podle přestavení výhybky.
První vjezdová výhybka měla svým přepínačem místo srdcovky přepínat polaritu celé smyčky. Kdyby měl přepínač dva kontakty, mohl bych přepínání polarity svěřit rovnou jemu, jenže přepínač má jen jeden kontakt, takže jsem se rozhodl přidat relé, které mi počet kontaktů rozšířilo. Relé se se svými dvěma kontakty stará o přepólování smyčky. Úsek smyčky začíná na úrovni srdcovky vjezdové výhybky, takže její srdcovka je už součástí vnitřní kolejnice smyčky.
V poloze vjezdové výhybky vpravo je relé napájeno pro zjednodušení přímo z DCC (15 V, 15 mA) přes přepínač výhybky, dvoucestný usměrňovač z rychlých usměrňovacích diod a signalizační LED. V tomto stavu relé přitáhne kontakty a přepóluje smyčku souhlasně s jízdou vpravo. Vjezdová výhybka smyčky zůstává obvykle přehozena vlevo po odjezdu vlaku ze smyčky, takže v této přednostní poloze relé napájeno není, kontakty odpadnou a přepólují smyčku podle výhybky vlevo.
Na třetím segmentu jsem elektricky propojil objízdné koleje s kusou kolejí a vyvedl oba dráty na jeden zelený konektor, který stačí po sestavení segmentů zapojit do zásuvky ve druhém segmentu.
Při úpravách jsem také zvažoval výměnu stávajících přepínačů u výhybek, ale v nabídce blízkých obchodů žádné podobné se dvěma kontakty neměli.
Nové zapojení zrychluje stavbu a rozborku smyčky na setkáních (jen se zasune/vysune konektor), snižuje proud přes sběrače a kolečka lokomotiv na minimum, umožňuje vlakům stát nebo projíždět přes obě zhlaví až těsně po první špatně přehozenou výhybku, snižuje nároky na obsluhu a zvyšuje spolehlivost přepólování smyčky.
Doplnění po dotazech
Nové zapojení smyčky Zaječí opravdu neobsahuje elektronický modul vratné smyčky. Polaritu přepínají dva kontakty navázané na polohu vjezdové výhybky. V zapojení jsou použity kontakty relé, ale může jít i o dva kontakty mechanického přepínače nebo přestavníku.
I v novém zapojení je ochrana před způsobením zkratu vjetím zezadu (po hrotu) do špatně postavené výhybky v rukou obsluhy. Smyčka Zaječí je běžně v samoobslužném režimu, takže za problémy obvykle může strojvedoucí. Nově je ale možno bez zkratu s vlakem pokračovat až k námezníku poslední nepřestavené výhybky a ten třeba na poslední chvíli, před vjetím vlaku na srdcovku, přestavit. Většině zkratů by zamezila bezobslužná automatická vratná smyčka, ale ta je vhodná spíše jen pro otáčení souprav, nikoli jako skryté nádraží s více kolejemi.
Výměnová návěstidla
Chtěl jsem posunout smyčku na další úroveň. Na skutečných ručně stavěných výhybkách ČSD poloha závaží ukazovala směr přestavení výhybky. Na páčkových přepínačích v modelu je tomu právě naopak, což může v případě samoobslužné smyčky způsobovat strojvedoucím modelových vlaků problém s orientací, protože se při obsluze obvykle řídili pouze polohami drobných jazyků výhybek.
Rozhodl jsem se ulehčit obsluze práci a doplnit smyčku světelnou signalizací, kam je která výhybka přestavena. Předlohou mi byly ovládací pulty stanic, které vykreslují postavenou cestu nebo aspoň polohu každé výhybky. V ručně ovládané smyčce jsem se rozhodl vykreslit světelnou cestu rovnou mezi pražce do kolejí.
Signál pro polohu každé výhybky získám opět z přepínače, který přestavuje výhybku a mění polaritu její srdcovky. Zase jsem narazil na nedostatek kontaktů přepínače. Kdyby na nich zbyl volný aspoň jeden kontakt, šla by světelně vykreslit celá aktuálně postavená trasa. Jenže bez toho se můžu spolehnout nanejvýše na odebírání signálu přímo ze srdcovky. Mohl bych samozřejmě udělat elektronický obvod, který by na základě logických operací porovnával, do jakého směru je každá z výhybek postavena, a na výstupu by jasně zářil výsledek, ale chtěl jsem zapojení co nejjednodušší a touto cestou jsem se nevydal.
Budu tedy signalizovat polohu každé výhybky samostatně bez vazby na ostatní. Když se zapojeným DCC mezi srdcovku výhybky a jednu z krajních kolejnic dám ledku s rezistorem, bude v jedné z poloh výhybky svítit. Propojení proti druhé kolejnici bude svítit v opačném směru. To bude muset pro rozlišení směru stačit. Jenže jsem stál před otázkou, zda má svítit volný průjezd (zeleně) na koleji, na kterou je postaveno, nebo naopak výstražně (červeně) na koleji, ze které by jízdou došlo k říznutí výhybky. Rozhodl jsem se zkombinovat oboje a nechám na provozu, zda se tato kombinovaná signalizace osvědčí.
Do kolejí smyčky mezi pražce jsem za každou výhybkou vyvrtal dvě díry a osadil je červenou a zelenou vysocesvítivou LED průměru 3 mm. Zapojil jsem je po dvojicích za sebe vždy červenou v jednom směru a zelenou v druhém. Společný rezistor jsem spočítal na průměrný odběr 5 mA (*) a zapojil ho k srdcovce. Přepnutím srdcovky dojde ke změně polarity a podle ní se rozsvítí jedna z kombinací červená-zelená nebo naopak zelená-červená.
(*) Poznámka: Jde o jednocestné usměrnění střídavého obdélníkového signálu DCC. V jedné půlvlně odebírá LED 10 mA, v druhé stejně dlouhé půlvlně 0 mA. Jas LED vypadá podobně jako při trvalém proudu 5 mA.
Ne všechny modelářské normy dovolují na modelářských setkáních odebírat proud z kolejí na jiné použití než na provoz vlaků. Z důvodu nedostatku kontaktů na přepínačích však v tomto případě řešení s externím napájením použít nešlo. Pro umožnění provozu i za striktnějších požadavků je možno signalizaci vypnout vestavěným přepínačem.
Doporučuji všem budoucím stavitelům nejen skrytých stanic použití přepínačů nebo přestavníků s dostatečným množstvím kontaktů, často se hodí více než jeden k přepínání srdcovky.
Děkuji za přečtení. Článek nemá sloužit jako návod k okopírování. Primárně jde o dokumentaci skutečného provedení vratné smyčky. Třeba někomu poslouží jako inspirace.
Kdyby bylo třeba stavět novou vratnou smyčku, doporučil bych na základě zkušeností z provozu jiné vedení kolejí a tedy i její zapojení. Naše klubové požadavky na koncové nádraží se totiž s časem a velikostí klubu změnily. Už nám nedostačují možnosti v koncovém nádraží otočit nebo předjet vlak, ale potřebujeme odstavovat větší množství souprav a sestavovat manipulační vlaky, na což smyčka Zaječí nebyla konstruována. Na koncích hlavní tratě nám nyní slouží větší a pokročilejší nádraží, zatímco smyčku Zaječí jsme přesunuli na odbočnou trať, kde zatím dostačuje.
David, Moduly Brno