2020年5月10日 星期日

[火車][數位][HO] 我的火車數位化入門過程及 ESU 50210 基本操作

剛好有些事情都到位了,自然就會發生😅。以下分享小弟如何由火車類比系統,進到數位控制系統的心得。當然,數位系統有不同家系統,會因為每人預算、想法及玩法不同而可能較偏好某一系統,這也沒有對錯。以下則是小弟的數位系統入門想法及過程。而一些專有名詞,也可能因為小弟不熟而誤用或用錯,但會用目前能理解的詞彙來解釋。


模型火車入門以來,一直在 N 規類比的系統跑車。類比系統很單純就像學生時代上的簡單電路學一樣,有一顆電池,接了燈泡,加上一個開關。開關一切 (關上),這燈泡就亮。如把開關換成可以變電阻,就可以控制燈泡的亮度。如把燈泡換成以馬達為動力的火車,可變電阻換成火車控制器,就可以控制車上的馬達轉速,來控制火車行進速度。



但參加運轉會時,看到有些前輩的火車,可以單獨控制車子的各項燈光、音效等等。哇!這又是另一個跑火車的層次。 心想開始有了想法,在做了一陣子功課後,對數位系統大概有一點理解。類比系統是像傳統電路,透過控制器(可變電阻)改變軌道上電壓,電壓愈高,車速愈快;同樣的車燈也愈亮。

而數位系統則是在軌道上全時送全電壓,每一台裝上數位晶片的火車或其他設備在下軌後,按照系統特性可以自動或手動向數位控制器『註冊』。有如一個個獨立的物件,會有專屬識別號碼。而該物件上如車頭尾燈、音效、駕駛室燈及車號燈和音效等等則為該物件的某項『功能』或『屬性』。所以數位控制器可以透過軌道上傳送控制訊號,來指定某台車的車燈開關,音效發聲以及要提供多少電壓給動力馬達來決定車速。

跟類比系統不同之處,在同一類比迴路上有二台以上的火車,控制器給電壓,就二台一起動。二台車接到同樣電壓,但因二台車各項機械及電力設計等因素可能車速一致或不同。而數位則因各晶片接到訊號不同,所以在同一迴路上的車可以分別獨立控制。

套一些資訊專用術語,每台車上軌道後都會有一個像 GUID 一樣的唯一識別碼,而這 object 的各項 property 則可以用數位控制器分別獨立控制。

如果用台鐵的車次來理解車號也很直覺,每列/台數位火車在軌道上要有一個唯一的
車次,這樣系統才能針對這個車次 / 車號的火車發送控制功能訊號。當然另一個重點是火車本身在設計時,就要考量到車子各項功能如要透過數位控制時,在設計線路時就要配合拉好迴路。

講到這裡,不好意思有點冗長。雖然喜歡台鐵的車,但在 N 規範疇裡,並沒有讓人驚艷的作品。一直到去年煜翔公佈打算設計製造 E200/E300/藍武士 HO 規格,同時在今年也發表了,全系列車會搭載 22 pin 的 DCC ready。這真是天大的好消息。心想,未來入手時,等把玩一段時間再來上數位系統。

而讓我決定提早進轉進數位的是魚丸大發表幫 MASA S300 HO 銅車設計的音效,驚為人天。魚丸大是使用 ESU loksound 5 數位音效晶片,下圖是它的功能表,感謝魚丸大授權小弟引用在文章中。


小弟目前對 HO 的想法,大概就是以 S300 以及煜翔的 E200/E300為主。未來再入天堂賞的 C62 及 C57 的蒸機 HO 數位版本。所以一開始打算也是會以 ESU 的車為主。所以在做了點功課後,加上朋友的建議大概把系列分為下列三級:

1.入門:Z21 白
2.中階:ESU 50310 / PIKO,Z21 黑
3.高階:ESU 50210, Marklin CS3

而之前做功課時,也時常聽到很多車友在用了 Z21 白一段時間都會出手昇級。所以剩下就想說在中階的 ESU 50310 及 OEM 版的 PIKO 以及高階的 ESU 50210 和 Marklin CS3 之間做選擇。因為心想,晶片也是 ESU,那控制器也應用 ESU 搭配性應更好。

不過,根據車友說明,如使用 ESU 控制器,未來要搭配如 ROCO 或 MTH 車子的晶片則無法自動註冊,要手動建立。經過詢問幾位有經驗車友的意見,系統最好能顧及未來的擴充性以及相容性,所以目標選定高階的 ESU 50210。

所以在臉書上連繫很多車友推薦的博蘭,並約好找一個假日去拜訪博蘭的徐店長瞭解多一點細部的規格。過了幾天, ESU 50210 它就跟我回家了😊好大一箱 @@",之前在做功課時,從 Youtube 上看影片時,還感受不到 50210 的尺寸。


打開後是正式的外盒包裝,而 50210 則透過半透明的外盒包裝,顯露出它的身影。


而在外盒包裝裡,50210 被安全的緩衝材質安全的包覆著。


以下是 50210 包裝裡的配件。

1、50210 數位控制器本體
2、電源供應器
3、四顆4號充電電池
4、觸控筆
5、使用手冊
6、使用在 Main 及 Program 端子的綠色接線端子


因為 50210 有著許多強大的功能,所以接下來只先分享基本操作過程中會用到的界面及功能。目前一開始只有楊大哥的 台鐵 DL2500 25 噸調車機 HO 銅車 (以下簡稱 DL2500) ,搭載 8 pin 的 ESU 73800 數位晶片。而也未有固定場景,所以先在跑步機上實測。

ESU 50210 基本使用注意事項以及 DL2500 數位化後第一次上跑步機分享。


0、安裝設定回寫不斷電系統:

官方建議在使用時,最好都把4號充電電池裝上 50210。它的功能是在關機過過程中,如在把設定回寫至 50210 Flash 時,如有電力中斷問題,擔負備用電力的角色。根據手冊說明,平時使用 50210 時,就會自動對電池充電,第一次使用至少充 4  小時。
 
1、開機:

基本上它沒有電源鍵,在插上電源後就開機了。

2、關機:

正常的關機方式是長按『stop』鍵三秒鐘,這時系統會進行關機,並把資料寫回 Flash,完成後會顯示如下畫面,這時就可以把電源移除。

另外是電力無預警意外中斷的狀況,這時如有把擔任備用電力的4號電池有足夠電力且安裝上 50210,當 50210 偵測到外部電力中斷時,就會開始進行關機程序,同時把設定值回寫至 Flash 保存的動作。如果這時沒有備用電力保護,輕則在這次開機期間新輸入的車輛設定會消失,重則有可能使 ECOS 作業系統受損而須重刷韌體。




3、基本連接方式:  

目前先以跑步機進行測試,50210 的內建 booster 可持續提供 6 安培的電流。所以在導線製作上考量如下:

A. 根據車友建議,用來接 Program Track 及 Main Track 的綠色接頭,最好不要常常插拔,以免變形接觸不良。所以在採用 JST 接頭做為連接端子,而用在 Program Track 的接線則在上面用黑色膠帶做記號。


B.電線採用 20 AWG 100 蕊之矽膠線,其電氣規格可耐 13A 電流,相對於 50210 7A 滿載已很夠用。而且目前 50210 預設電流過載保護是設定在 4A。另外手上剛好有 18 AWG 的矽膠線,可耐 30A 電流,用來當延長線也是超規XD。


因為等一下車子第一次上軌就要設定車號,要針對車子寫入設定,如不是特別晶片,一般都建議放在 Program Track。所以把 20 AWG 矽導線一端接上 50210 的綠色接線端子,再接上 50210 的 『Program Track』 接線孔, 另一邊則接上 JST 接頭後,用 18 AWG 矽膠線上香蕉頭再接至跑步機。而 Program Track 中文名字有車友稱它為『編輯軌』或『編程軌』,而上方的直軌則連接至 Main Track。

Program Track vs. Main Track

因為在 DCC 規範裡,Program Track 的通訊協定是屬於 Broadcast Programming Mode,也就是把命令透過廣播的方式在編程軌上傳送,在這模式下無須車號就可以進行車子 CV 設定編輯,這樣在編程軌上所有的車都會接到同一個命令。所以建議在編程軌上一次放一台車上去,這種模式又稱為 Service Mode 『服務模式』。如果車子放在 Main Track 主要軌道 (場景) 上,這時命令傳送是會以指定車號的方式傳送,也就是只有被指定的車號才會接收到命令。所以又稱為 Operation Mode 『操作模式』。所以接下來相關文章如提到 『Main Track』『Operation Mode』或『操作模式』是指把車放在 Main Track 軌道上。而『Program Track』『編程軌』『服務模式』則是把車放在 Program Track。


在第一次開完機後,如果你的操作畫面不是英文或你習慣的語言,可以依下方畫面中的相對位置操作,先把顯示語言改成你習慣用的語系。首先先按下畫面上方功能鍵的『設定』鍵。
 

進來後預設應會停在 Setup 1 頁面,而左方功能表預設應停在第一項的 General settings。在紅框的位置選項是語系選項,這時選下拉式選單,選擇你要改變的語系。


第二步驟是確認輸出電壓,目前手上的數位車都以 HO 為主要規格,所以調整在變壓器上的電壓調整旋鈕,把輸入電壓確認調整為 16V。所以選擇在主畫面上方功能表,右方數來第二個的『Operation settings』。


進到 Operation settings 預設停在第一選項的『Current monitor』,在這畫面會顯示各個 booster 的電流、電壓及溫度等監控值。這時調整 ESU 50210 變壓器上的電壓調整鈕,直到顯示為 16V。



準備好了,就可以把 DL2500 放上跑步機。


接著選擇下方的扳手畫面後,選擇『New Loco』,再選擇『Create manually』,表示要新增一台車。



Protocol 設定為 DCC 128,在確認下方的選項是在『Programming Track』後,右上角可選擇車型照片,不過台鐵車型在 50210 裡並未內建,如何上傳自訂車型照片,可以參考小弟另一篇拙作。

如何客製化 ESU 50210 之火車圖案
 
接著選擇『Advanced』頁面。



在這頁面選擇讀取時,50210 會自動判定車子使用的數位晶片系統,這台 DL2500 楊大哥使用的是 ESU 73800 晶片,在這裡會自動把晶片上的 CV 設定讀入。CV 是 Configuration Variables 的縮寫,意思是可設定的變數。



讀完後,50210畫面就會出現速度錶畫面,表示已設定完成。


再一次進入編輯畫面,主要更改車號,也就是 Address,每一台車在軌道上須有唯一不可重覆的車號。這是我第一台數位車頭,當然車號就是 1 號,同時它的名字也改為 TRA DL2500。改好後,按下方工具列中右邊數來第三個按鈕,也就是把設定寫回車子上的晶片。



接著選擇 Properties  頁面,在這裡可以測試各項功能,並為每項功能選擇易識別的圖形,以方便記憶。


到這裡就完成設定了,來把車子放到 Main Track 試車!哇! 上了數位後的 DL2500 果然有感啊!





以下是這陣子使用 50210 的心得 

1. 收放車時注意事項 

A. 最好斷電或按下 50210 左下角的停止鍵 (STOP),完才放車,因為按下 STOP 時軌道上電力也會中斷。

  B. 放車時確認車輪都正確在軌道上,以及部分列車要確認車廂相同通電極性要在同一側後才送電,如 Trix 23219 東方快車。
  C. 在收車前再確認車子各項功能都正確關閉,以免它記憶住功能狀態,如油門未完全關直接拿,則下次放車可能就會『爆衝』。
D. 確認完各項功能都關閉後,按下 50210 停止鍵後才收車

2. Trix 車 F0 功能偶發性失效

最近發現 Trix 車在 50210上不知何原因,F0 功能(大多為頭燈)就不動作了,有時只已了某功能由持續 (Permanent) 改為動態(Momentary),這時就要重置車子 CV8=8, 再抓一次車子就正常了。

例如 Trix 東方快車 23219,如有遇到室內燈或尾燈無法點燈狀況,但音效又正常。這時不用擔心,只要重置設定,也就是 CV8=8。重置後再重新抓一次就應正常了。或者是 Trix 22913 EST 241-002 蒸機如 F0 頭燈不正常時,也一樣 CV8=8 重置就正常了。

 

ESU 50210 學習筆記系列相關延伸閱讀

 

ESU 50210 相關

 

ESU 50210 基本操作

ESU 50210 系統更新 

如何客製化火車圖案 

常用 CV 之設定

mfx / DCC 之設定心得

ESU 50210 搭配 KATO 電動六番岔軌設定(上)

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動力車頭重連在 ESU 50210 上的設定方式  

 

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ESU 53451 LokProgrammer 初體驗 

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3 則留言:

segan su 提到...

請問大大您買這台 ESU 控制器花了多少新台幣啊? 露天的直購價要三萬多實在下不了手 XD

大川的布落格 提到...

我是在博蘭買的,只要二萬五

segan su 提到...

了解,3Q