[ hlavní strana ]
Zabudování zesilovač DCC signálu SPAX do skříně PC zdroje
© vhra

Provoz na modulovém kolejišti klubu OstraMo se dnes realizuje výhradně s digitálním řízení pohybu hnacích vozidel s využitím komponentů pracujících dle norem NMRA. Přechod od analogového řízení k digitálnímu DCC pro nás znamenal pořízení řady komponentů jak v oblasti napájení kolejiště digitálním signálem, ovládání jízdy vlaků tak vybavení samotných hnacích vozidel digitálními dekodéry. Jedním k klíčových prvků provozu na kolejišti je zesilovač digitálního signálu - v angličtině označován jako booster.
Zesilovač v rámci digitálního provozu zpracovává digitální signál vysílaný po sběrnici Loconet a zesiluje jeho signál pro napájení jednotlivých kolejových úseků. Modulové kolejiště našeho klubu je elektricky rozděleno do 3 - 4 úseků (zhruba 15 metrů délky traťových kolejí) a každému úseku přísluší jeden booster. Boostery jsou standardně vyráběny výrobci DCC systémů, ale jejich ceny jsou vyšší a jejich parametry, zejména rychlost odpojení při zkratu neodpovídá vždy požadavkům provozu na modulišti.
Také z tohoto důvodu vznikla mezi modeláři klubu Fremo aktivita vývoje vlastního zesilovače, který by bylo možno stavět v menších sériích a s běžně dostupnými technologiemi výroby plošných spojů. Tento zesilovač představuje ideální řešení pro kluby, jako je náš, nejen z hlediska jeho ceny a dostupnosti, ale i jeho parametry a technické řešení plně odpovídá našim požadavkům. S pomocí kolegů modelářů především z klubu Zababov, ať již jako osazená deska nebo stavebnice, tak našel v našem klubu široké uplatnění na modulišti i v domácích podmínkách.

Oživená funkční deska s provedenou úpravou konektorů Loconetu
Zesilovač Spax kupujeme od kamarádů ze Zababova jako osazenou deska plošného spoje s výkonovými prvky osazenými chladičem. Spax vyžaduje napájení napětím 15 V střídavých nebo stejnosměrných z vnějšího zdroje. Zde je potřeba upozornit na skutečnost, že tento zesilovač není bohužel vybaven stabilizátorem napájecího napětí a tak může docházet k rozdílu napětí mezi jednotlivými úseky kolejiště, a tedy změnám rychlosti jízdy vozidel při přejezdu úsekového dělení. Tomuto negativnímu jevu lze předcházet seřízením napájecího napětí na shodnou hodnotu u všech použitých zesilovačů. V rámci klubu lze toto realizovat snadno, v rámci klubových setkání se mírným rozdílům napětí v úsecích zřejmě nevyhneme. Zesilovač je schopen dodávat do napájeného úseku proud o hodnotě do 3A, čemuž musí odpovídat výkon napájecího zdroje a také odpovídající chlazení výkonových prvků. Všechny tyto požadavky nás vedly k zástavbě všech prvků nutných pro provoz Spaxu do jednotné skříně počítačového zdroje.
Skříň síťového zdroje z počítače vzužitá k zástavbě zsilovače Spax
Použítí skříně napájecího zdroje PC je vhodné z hlediska rozměrů, možnosti využití některých částí z původního zdroje (síťová zásuvka a ventilátor) a snadné zástavby nových komponentů. Je potřeba upozornit na výběr vhodného typu skříně, protože existuje velké množství provedení a ne všechny lze bez dalších úprav použít. Elektronika původního napájecího zdroje PC je bohužel nepoužitelná z důvodů odlišných napájecích napětí 5 V a 12 V, pro napájení zesilovače Spax však potřebujeme napětí 15 V. Proto je potřeba pro transformaci vstupního napětí 230 V 50 Hz na 15 V použít nový zdroj.
Při stavbě dřívějších provedení zesilovačů Spax jsme pro jejich napájení používali transformátory 50 VA s uvedeným napěťovým rozsahu, vyráběné na zakázku výrobním družstvem Sved Liberec - www.sved.cz. V provozu modulového kolejiště se nám tyto transformátory plně osvědčily, jejich osazení do skříně zdroje PC však představuje jisté rozměrové problémy a především také hmotnostní. Ty se projeví především při přepravách na modulářská setkání, kdy se jakákoliv úspora hmotnosti hodí a přenášení krabice například ze 6ti zesilovači Spax jistě nepatří oblíbené činnosti. Napájení zesilovače Spax střídaným napětím 15 V 50 Hz nepředstavuje žádný zásadní problém, protože deska je osazena vstupním usměrňovacím můstkem. Je však potřeba zajistit napájení ventilátoru chlazení skříně stejnosměrným napětím 12 V (případně jiným dle typu ventilátoru) a proto je nutné použít další usměrňovač a stabilizátor napětí na příslušnou hodnotu. Tímto se konstrukce Spax mírně zesložití, což jistě není naším cílem. Na následujícím obrázku č.3 je zobrazeno provedení zesilovače s transformátorem Sved 50 VA.
Zesilovač Spax v provedení s transformátorem Sved
Jelikož se požadavky na stavbu dalších zesilovačů opakují úměrně s rozšiřováním klubového i členských kolejišť, hledali jsme řešení s využitím moderních elektronických spínaných zdrojů především ve snaze snížit hmotnost výsledného provedení. Vhodné řešení bylo nalezeno v široké paletě průmyslově vyráběných spínaných zdrojů firmy Mean Well, které nabízí v prodeji firma GME - www.gme.cz. Sortiment těchto zdrojů nabízí hodnoty výstupních stejnosměrných napětí 5 V, 12 V, 15 V a 24 V s tím, že existují i zdvojené zdroje pro dvě z těchto výstupních napětí. Z hlediska výkonových parametrů využitelných v modelářství lze vyhledat zdroje 50 VA, 100 VA a 150 VA. Pro napájení našeho zesilovače Spax jsme využili spínaný zdroj PS 50 - 15, tedy s výstupním napětím 15 V, výkonem 50 VA a tedy maximálním výstupním proudem 3,3 A. Velkou výhodou zdrojů tohoto výrobce je možnost nastavení výstupního napětí potenciometrem v jistém rozsahu, v případě zdroje PS 50 - 15 v rozsahu 13,2 V až 17,8 V. Takto je možno seřídit napájecí napětí v kolejovém úseku zesilovače, aby nedocházelo na elektrickém dělení k rozdílům napětí a tedy škubání hnacích vozidel se soupravou. Napájení zesilovače Spax stejnosměrným napětím 15 V taktéž nepředstavuje problém, vstupní usměrňovací můstek pak zajišťuje správnou polaritu napájecího napětí. Napájení ventilátoru však již nepotřebuje další usměrňovač jako v předchozím případě a je možno jej napájet přímo ze spínaného zdroje. Tímto se celkové řešení vhodně zjednoduší. Další výhodu představuje velmi kompaktní provedení spínaného zdroje a tedy snažší zástavba do skříně a oproti transformátoru především značná úspora hmotnosti - 1,4 kg. Na následujícím obrázku je zobrazeno provedení zesilovače se spínaným zdrojem Mean Well PS 50 - 15.
Zesilovač Spax v provedení se spínaným zdrojem Mean Well
Celková sestava zesilovače zahrnuje tyto komponenty:

" Skříň napájecího zdroje PC
" Zásuvka napájení 230 V 50 HZ napájecího zdroje PC
" Ventilátor napájecího zdroje PC
" Spínaný zdroj Mean Well PS 50 - 15
" Zesilovač DCC signálu Spax
" Kabeláž a příslušné konektory

Konektory připojení zesilovače:

Přední strana skříně. - zásuvka napájení 230 V 50 HZ
Zadní strana skříně - 2x zásuvka DCC signálu sítě Loconet
2x zdířka výstupního napájení kolejového úseku

Signalizace činnosti zesilovače:

Přední strana skříně. - Led signalizace provozu - zelená
Zadní strana skříně - Led signalizace provozu zesilovače Spax - zelená/červená

Při stavbě tohoto řešení zesilovače je potřeba důrazně upozornit na nutnost dodržování elektrotechnických norem především s ohledem na přítomnost napětí 230 V 50 Hz přímo ve skříni zesilovače. Bezpodmínečně nutné je uzemnění kovové skříně zesilovače a používání standardního napájecího kabelu od PC se třemi žilami.