Danas je nabavljen kontroler za digitalno upravljanje modelima vlakova (željeznica) oznake 67025, njemačkog proizvođača Märklin iz 2009. godine.
Tvrtka za proizvodnju igračaka Märklin (Gebr. Märklin & Cie. GmbH) osnovana je 1859. godine sa proizvodnjom dodatka za kućice za lutke. Već 1891. godine tvrtka Märklin je proizvela svoj prvi vlak na navijanje s vagonima te je do danas ostala najpoznatija po modelima vlakova i željeznica te sličnim tehničkim igračkama.
Modeli vlakova se napajaju strujom preko metalnih tračnica i preko pomoćnih klizača između tračnica ukoliko kotači kod vlaka nisu izolirani. U početku je upravljanje električnim modelima vlakova bilo analogno, jednostavnim povećanjem ili smanjenjem napajanja elektromotora, što je prilično ograničavalo ili posve onemogućavalo nezavisnu kontrolu više vlakova i popratnih sadržaja poput svjetala, sirena, skretnica i slično. Tvrtka Märklin je među prvima razvila digitalni sistem upravljanja modelima željeznica temeljen na Motorolinim mikročipovima. Početni sustav predstavljen je na Međunarodnom sajmu igračaka u Nürnbergu 1979. godine, a u prodaju je pušten 1985. godine pod imenom Digital H0. Digitalnim upravljanjem snaga prema elektromotoru se kontrolira pulsnom modulacijom napona napajanja (PWM) što daje bolju regulaciju brzine modela, a osim toga ubacuju se i dodatni impulsni kodovi koje dekoder unutar modela raspoznaje kao određenu kontrolu.
Naš digitalni kontroler 67025 izbačen je na tržište 2009. godine i predviđen je za kontrolu jeftinijih početničkih setova modela željeznica u cjenovnom razredu 100-500 eura. Za ovakve jednostavnije Märklinove digitalne kontrolere koristi se naziv „Delta“. Delta je zapravo Märklinov zaštitni znak za određene elektroničke sustave digitalnih upravljanja modelima željeznica. Kontroler Delta 67025 se napaja preko vanjskog istosmjernog izvora (transformatora) 18 V / 1 A i omogućuje nezavisnu kontrolu brzine do četiri vlaka, ali ne istovremeno. Brzina se mijenja samo kod onog vlaka koji je trenutno odabran sklopkom, dok se ostali vlakovi nastavljaju kretati brzinama koje su im zadane kod posljednje selekcije. Od dodatnih funkcija upravljanja, moguće je paljenje i gašenje svjetala na modelu vlaka ili neka druga slična jednokanalna kontrola.
Razvojem elektronike stalno se pojavljuju novi sistemi digitalnog upravljanja modelima, proširenih kanala i mogućnosti. Najnoviji Märklinovi digitalni sistemi upravljanja (Märklin Digitalm fx+) koriste dvosmjerni protokol koji može kontrolirati do 65000 digitalnih uređaja, a svaka lokomotiva može imati do 128 stupnjeva brzine i 16 funkcija. Povratne informacije sa vlaka (lokomotive) omogućuju postavljanje i nadzor različitih parametara rada stroja i komunikaciju sa operaterom koja vjerno simulira stvarni rad željeznice. Jasno je da modeli željeznica mogu biti vrlo kompleksni i skupi, te samo jedna lokomotiva može koštati i nekoliko tisuća eura. Tko se bavi ovim hobijem uvijek pronalazi načine za nadogradnju, preinaku ili modernizaciju svojeg modela željeznice sukladno novim ponudama na tržištu.
Osobno sam se ranije bavio RC modelima aviona što je jednako skup hobi. Nekad je za kontrolu RC modela aviona ili helikoptera trebala dobra uvježbanost operatera, fino podešene upravljačke kontrole i balans modela kao i poznavanje ključnih atmosferskih fenomena kako bi se model kontrolirano upravljao ili što duže održao u zraku. Modeli nisu bili opremljeni ničim drugim osim servo-motorima kojima se ručno upravljalo preko RC daljinskog upravljača. Danas modeli imaju žiroskope, visinomjere, GPS, auto pilot, kompletnu telemetriju, inteligentnu upravljačku logiku i slična čuda preko kojih se model automatski stabilizira, pozicionira i leti praktično sam, bilježi trajektoriju leta te ispravlja svaku pogrešku operatera.
Kontroler za vlakove Märklin 67025 sam slučajno našao odbačen na nekom buvljaku i zanimalo me dokle je stigla tehnologija na tom području. Kao referencu možemo uzeti jednu analognu upravljačku konzolu za modele željeznice iz 1970-tih godina opisanu u objavi Hammant & Morgan DUETTE N/474.
Digitalni kontroler 67025 se bazira na Atmelovom 8-bitnom mikrokontroleru AT89S52 i samim time to je gotovo sve što možemo reći o hardveru ovog uređaja. Napajanje (18 V) se prvo dovodi na diodni mosni ispravljač pa isto vjerojatno može biti istosmjerno ili izmjenično. Ipak, u uputama stoji da se koristi isključivo transformator Märklin 66191, a on na izlazu daje 18 VDC, 1 A (plus je središnji pin).
Drugo što možemo uočiti su dva simetrična elektronička sklopa koji uključuju po četiri tranzistora i filtarski elektrolit što upućuje na sklop za kontrolu simetričnog napona. Ovim sklopom se vrlo vjerojatno jednostruki napon od +18 V pretvara u simetrični napon +18V/-18V. To je napravljeno kako bi se preko dekodera mogli napajati istosmjerni i izmjenični pogonski elektromotori, ovisno o tome koji su ugrađeni u pojedini model lokomotive.
Klizač za brzinu (0-250) ima 16 pozicija pa je to broj koraka u kojima se pomoću PWM-a može regulirati brzina modela. Na krajnjoj lijevoj poziciji (iza nule) je mikrosklopka za generiranje koda za vožnju unatrag.
Na osciloskopu se jasno vidi pulsna modulacija (PWM) pogonskog napona sa ubačenim dodatnim PWM kodovima koji adresiraju jedan od pet kanala, te simetrični raspon amplituda (cca ± 15 V).
Mi ovdje ne možemo znati da li je naš kontroler ispravan (moguće da jest) no to svakako nije napon kojim se izravno upravlja elektromotorom. Dekoder je taj koji će ovaj napon pretvoriti u konačni PWM napon za pokretanje elektromotora i drugih električnih sklopova na modelima. Märklin je za svoje modele željeznica razvio više PWM upravljačkih protokola i teško je naći konkretne podatke za iste.
Posve je jasno da je željezničko modelarstvo u posljednjih 20-tak godina potpuno preplavila digitalna elektronika jednako kao i sva druga zračna, cestovna ili vodena modelarstva. Moderna elektronika omogućava vrlo veliki broj parametara kontrole modela i stalnu nadogradnju istog novim upravljačkim funkcijama. Međutim, tu se skrivaju i određene trgovačke zamke. Jedna je ta što se stalno pojavljuju novi prošireni sistemi i novi dodaci za modele, pa model nikad nije završen i uvijek se može uložiti još „malo“ novaca u neku nadogradnju ili u neki zanimljivi dodatak koji će upotpuniti model. Također, samogradnja i ovdje postaje sve manje isplativa jer je teško konkurirati bogatoj ponudi gotovih komponenti i sklopova. Druga zamka je u tome što elektronika automatski kontrolira i samostalno obavlja sve više segmenata kontrole i nadzora modela, čime se modelarske vještine polako istiskuju u drugi plan i modelari (nesvjesno) samo sve više postaju tek obični kupci i konzumenti potrošačke elektronike.
Hobisti poput elektroničara i modelara kod kojih je uvijek bila naglašena samogradnja, danas slijede druge trendove. Više se ne razmjenjuju sheme, nacrti, iskustva, alati i temeljna praktična znanja iz samogradnje, nego se uglavnom vode subjektivne polemike koja gotova rješenja kojih proizvođača su (po nečemu) najbolja ili najlošija. Kada se za neki sklop ili uređaj napokon i stvori kritična skupina ljudi koji mogu donekle relevantno ocijeniti neke njegove karakteristike, onda je taj sklop već povučen s prodaje i zamijenjen nekim novim, pa nova beskorisna polemika može dalje nastaviti ispunjavati forume i društvene mreže. Jedna od posljedica današnjih trendova je također ta što mladi hobisti (i mnogi drugi) misle da se svaki tehnički problem na današnjoj elektronici ili mehanici može posve lako riješiti (tko se u to malo razumije), odnosno da uvijek postoji neki tajni i skriveni trik kako se bez ikakvog predznanja, instrumenata i alata može popraviti bilo koji kompleksni tehnički uređaj. Većina videa na društvenim mrežama je upravo snimljena na taj način, a ti 10-minutni video uradci su danas temeljna „literatura“ svakog mladog majstora. Ako pak nema gotovog videa za neki konkretni kvar ili uređaj, onda se isti uslika mobitelom i čeka brzi odgovor sa neke pogodne internetske grupe na upit tipa: E, ovo je crklo. Zna li netko što je tu otišlo?“ 🙂