?เทคนิคการตรวจจับตำแหน่งรถไฟใน Layout
(บทความโดยคุณเด็กบางมด)

?????????? สวัสดีครับ...เคยไหมครับ ที่รู้สึกว่าอยากจะรู้ว่าตอนนี้รถไฟมันซ่อนอยู่ตรงไหนบน Layout โดยเฉพาะตอนที่มันอยู่ในถ้ำยาวๆ หรือใน Storage yard ข้างหลังฉาก...ผมก็พร่ำเพ้อไปงั้นแหละ จริงๆ แล้ว วันนี้ผมขอนำเทคนิคการตรวจจับตำแหน่งรถไฟมาฝากกันครับ รวมถึงการนำมาประยุกต์ใช้งานใน Layout ของผมด้วยครับ

???????????? เมื่อเราตัดสินใจว่าต้องการจะตรวจจับตำแหน่งรถไฟแล้ว ก่อนที่จะเริ่มวาง Layout จริง เราจะต้องแบ่งการวางรางทั้งหมดใน Layout ออกมาเป็น Logical Block ก่อนครับ?
ในหนึ่ง Logical Block ที่นิยมใช้กันก็คืออย่างน้อยจากจุดแยก/จุดเชื่อมของรางจุดหนึ่ง ไปจนถึงจุดเชื่อม/จุดแยกของรางถัดไป (ถ้าระยะทางดังกล่าวมันยาวมากๆ ก็อาจจะซอย Logical Block เพิ่มออกมาก็ได้ครับ)?ใน Logical Block หนึ่งๆ จะมีรถไฟอยู่ได้ไม่เกินหนึ่งขบวนในแต่ละช่วงเวลา และในหนี่ง Logiacal Block นั้นๆ ก็ควรจะมีสวิทซ์ตรวจจับตำแหน่งรถไฟอย่างน้อยหนึ่งตัว

?????????????? ส่วนเทคนิคการตรวจจับจริงๆ แล้วมีหลายแบบครับ ขึ้นอยู่กับการติดตั้ง, งบประมาณ และความยุ่งยากในการต่อสายครับ เท่าที่ผมรู้จักก็มี
?
??????????????? 1. Reed contact (สวิทซ์แม่เหล็ก) บางทีเขาก็เรียก Zero Potential switch <<ไม่รู้จะเรียกทำไมให้ยาก???>>
?
?????????????? ติดไว้ที่ด้านใต้ของรางนะครับ อันนี้ราคาไม่แพงครับ หาซื้อได้ตามบ้านหม้อ ต่อสายก็ไม่ยุ่งยาก แต่ข้อด้อยก็คือ จะต้องติดแม่เหล็กไว้ที่ใต้ท้องตัวรถไฟด้วย (ทำให้คนที่ serious เรื่องความสวยงามอาจไม่ชอบใจ) เพื่อให้เวลารถไฟวิ่งผ่าน Reed แม่เหล็กที่ใต้ท้องรถไฟจะดูดให้ Reed ทำงานส่งสัญญาณแจ้งว่ารถไฟอยู่ที่ตำแหน่งใดแล้ว Layout ของผมใช้ Concept นี้ครับ

ต้องติดแม่เหล็กไว้ใต้ทอ้งรถไฟครับ

ลักษณะการทำงานภายใน Reed contact เป็นแบบนี้ครับ

????????????????ข้อเสียอีกอย่างของแบบนี้ก็คือ ไม่เหมาะสำหรับขบวนรถไฟที่ยาวมากๆ เพราะ ถ้าเราติดแม่เหล็กไว้ที่หัวรถจักรอย่างเดียว เมื่อรถจักรวิ่งผ่าน Block นี้แล้ว แต่ขบวนที่ลากมาอาจจะยังไม่ผ่านจุดนี้ทั้งหมด ถ้าเราต่อเชื่อมเข้ากับระบบ Train Automation แล้ว โปรแกรมอาจจะคิดว่า Block นี้ ขบวนรถไฟได้ผ่านไปแล้ว อาจจะสับรางให้ขบวนอื่นวิ่งเข้ามาใน Block นี้ ทำให้รถไฟชนกันได้ครับ (เว้นเสียแต่ท่านจะติดแม่เหล็กไว้ตลอดขบวน)

???????????? 2. Photo contact คือ เปลี่ยนจากการใช้แรงทางแม่เหล็กดูด ไปใช้การตรวจจับด้วยแสงแทนครับ ซึ่งอาจจะใช้ Photo Sensor, หรือ Infrared ก็ได้ ต้องมีองค์ประกอบด้วยชุดส่ง เป็นตัวยิงสัญญาณออกไป และมีตัวรับสัญญาณ หากรถไฟวิ่งผ่านจะทำให้สวิทซ์ตรวจจับสถานะได้ ส่วนหลักการนั้นเท่าที่ผมพอทราบ ก็จะมีการใช้เทคนิคของการตัดแสง หรือจะใช้เทคนิคของการสะท้อนแสงก็ได้ครับ

????????????? วิธีการนี้ดีครับ เพราะไม่ต้องไปติดแม่เหล็กใต้รถไฟเลย และเนื่องจากไม่มี Moving part จึงลืมเรื่องของอะไหล่ไปได้เลยครับ นอกจากนี้ไม่ต้องกังวลใจว่ารถไฟได้ผ่านไปทั้งขบวนแล้วหรือยัง เพราะตราบใดที่รถไฟยังวิ่งผ่านสวิทซ์นี้อยู่ Block นี้ก็ยังคงถูกตรวจจับว่ามีขบวนรถไฟอยู่ไม่ว่าขบวนจะยาวเพียงใด แต่ต้นทุนของสวิทซ์ก็จะสูงกว่าแบบแรก และการต่อไฟ ก็จะยุ่งยากขึ้นกว่านิดหน่อยด้วยครับ

2.1 เทคนิคการตัดแสง

วิธีนี้ใช้หลักการให้รถไฟวิ่งไปตัดแสง ทำให้สัญญาณภาครับไม่สมบูรณ์ ทำให้ตัวตรวจจับทำงาน แต่วิธีนี้อาจจะติดตั้ง แล้วไม่สวยงาม เพราะ มันจะต้องวางภาคส่งกับภาครับกันคนละฝั่ง ทำให้เหมาะกับการติดตั้งภายในถ้ำ หรือ Storage yard ที่อยู่ด้านหลังฉากมากกว่า

ภาพด้านบนเป็นแบบ Photocell ส่วนภาพนี้ใช้เทคนิคของ Infrared LED ครับ

2.2 เทคนิคการสะท้อนแสง

??????????????? วิธีนี้ดีกว่าแบบการตัดแสงตรงที่ สามารถติดตั้งตัวส่งกับตัวรับซ่อนไว้ที่ด้านใต้ของรางได้เลย เมื่อรถไฟวิ่งผ่าน จะทำให้เกิดการสะท้อนของแสงจากภาคส่ง ไปหาภาครับ ผ่านใต้ท้องรถไฟ?อุปกรณ์ที่เรียกว่า Opto coupler ครับ ราคาไม่แพงเท่าไร แล้วก็สามารถหาซื้อได้ตามบ้านหม้อเช่นกัน

3. Track Occupation sensing

?????????????? อันนี้คือตัวแม่ของความแพงเลยครับ แต่ว่าของเขาดีจริงๆ ครับ หลักการเหมือนของจริงที่เขาใช้กันครับ คือใช้ลักษณะแบ่งรางออกมาเป็นส่วนๆ เรียกว่า Track circuit (วงจรรางวิ่ง) และล้อรถไฟจะต้องเป็นแบบพิเศษคือ ต้องใช้ล้อที่นำไฟฟ้าทั้งสองด้าน แต่ต่อถึงกันด้วยความต้านทานสูงๆ ค่าหนึ่ง เช่น ตัวอย่างของล้อ ROCO 40186/40187 คิดว่ายี่ห้ออื่นก็คงมีเหมือนกัน

????????????????ใช้หลักการที่ว่า ถ้ามีรถไฟอยู่ใน Block นั้น ๆ ไม่ว่าจะวิ่งอยู่ หรือจอดอยู่กับที่ จะมีกระแสไฟฟ้าอ่อนๆ ไหลผ่านล้อทั้งสองข้างจนครบวงจรได้ ซึ่งกระแสนี้จะเป็น Pulse สั้นๆ (ไม่ผลทำให้รถไฟเกิดการเคลื่อนที่) ถ้า Track occupancy module สามารถตรวจจับกระแสอ่อนๆ นี้ได้ ก็จะส่งสัญญาณออกมาว่า ขณะนี้มีรถไฟอยู่ใน Block นี้

???????????????? ดังนั้น การจะใช้หลักการนี้ จะต้องแบ่งรางออกมาเป็นส่วนๆ ตาม Block ที่ต้องการตรวจจับ (ซึ่งในทางปฏิบัติก็คือการใช้ข้อต่อรางพลาสติก (Insulation rail joint) นั่นเองครับ)

???????????????? ข้อเสียของวิธีนี้ก็คือแพงครับ แพงโ***?และจะใช้วิธีนี้ได้ก็ต้องวางแผนล่วงหน้าในการแบ่งรางออกมาเป็นส่วน ๆ หลายส่วน โดยไม่ต่อถึงกันทางไฟฟ้า อย่างในรูปนี้เป็นของ Viessman ครับ

อันนี้เป็นของ Littfinski DatenTechnik (LDT) ราคาย่อยเยาว์ลงมาหน่อยครับ สามารถซื้อแบบแผ่นปริ๊นท์ (PCB) มานั่งบัดกรีเองได้เลย

และของ Lenz ครับ

?????????????? ทั้งสามวิธีหลักๆ ที่ผมว่ามาทั้งหมดนี้ ไม่ว่าวิธีไหนก็จะต้องมีการต่อวงจรไฟเลี้ยงเข้าไปที่สวิทซ์ทั้งสามรูปแบบ เพื่อสามารถทำให้ดึงสถานะของการตรวจจับจาก Switch ว่า ?Free? หรือ ?Occupy? ครับ อย่าง Layout ของผมนี้หมูๆ เลยครับ ต่อถ่าน 9 Volt เดินสายไปที่ Reed Switch เลย

จากถ่าน 9V เดินสายไปยัง Reed switch ทางด้านใต้โต๊ะ ไปขึ้นที่ Reed switch ครับ

และจาก Reed switch ผมเดินสายต่อออกมาเข้า Feedback Module ของ Roco 10787

ขอขอบคุณบทความดังกล่าว ซึ่งได้รับความอนุเคราะห์จากคุณเด็กบางมดให้ทางทีมงานนำมาลงในเว็บไซด์ Thamrr,com?ซึ่งบทความดังกล่าวเคยลงไว้ในเว็บไซด์ Thai Model Railroad ครับ