เทคนิคการนำ Turnout Decoder (Roco 10775) มาดัดแปลงใช้แทน Signal Decoder (Roco 10777) เพื่อควบคุมสัญญาณไฟ
(บทความโดยคุณเด็กบางมด)

????????????????? สวัสดีครับเพื่อนๆ สมาชิก วันนี้ขอ Share เรื่องเทคนิคการนำ Turnout Decoder (Roco 10775) มาดัดแปลงใช้แทน Signal Decoder (Roco 10777) เพื่อควบคุมสัญญาณไฟ Color Light Entry Signal 3 Aspects (Hp0/Hp1/Hp2) และ Color Light Departure Signal 4 Aspects (Hp00/Sh0/Hp1/Hp2) ที่มีลักษณะเป็นหลอด LEDs ของ Veissmann (Part No. 4012 และ 4013) บน Layout ของผม พร้อม DIY วงจรไฟฟ้าประกอบครับ

????????????? จริงๆ แล้วเคยได้ Post เรื่องนี้ไว้ใน Web อีกที่ของเจ้าบ้านนานมาแล้วครั้งนึงครับ แต่ Post ไม่ค่อยละเอียดเท่าไร ผมคิดว่า Web นี้สมาชิกค่อนข้างคึกคัก และมีคนถามผมถึงเรื่องของ Accessory Decoder เยอะ เลยคิดว่าเอาเรื่องเก่ามาเล่าใหม่ให้ละเอียดกว่าเดิมอีกนิดนึงดีกว่าครับ เผื่อจะได้เป็นประโยชน์กับสมาชิกที่สนใจอยู่บ้าง ไม่มากก็น้อย?
?
????????????? บทความนี้อาจจะดูค่อนข้างหนักไปทาง Technical ซักหน่อยนะครับ ผู้ที่ไม่ชื่นชอบงานอิเลคทรอนิกส์ก็อ่านไปผ่านๆ ก็ได้ครับ แต่ผมก็แค่อยากเล่าสู่กันฟัง ซึ่งน่าจะเหมาะสำหรับผู้ที่เล่น DCC และต้องการใช้ DCC ควบคุมเสาสัญญาณไฟ ค่อยๆ ลองทำความเข้าใจดูครับ เชื่อไหมครับว่า ผมสามารถประหยัดเงินใน Layout ผมได้ หลายหมื่นบาทเลยครับ !!!

?????????????? เรื่องราวมันก็มีอยู่ว่า ผมต้องการใช้ Rocomotion V5.8 (Software ควบคุมระบบการเดินรถ) ไปสั่งสัญญาณไฟที่ติดตั้งใน Layout จริง ให้สอดคล้องกับสัญญาณไฟที่ได้จากการประมวลผลของซอฟแวร์ที่แสดงในจอคอมพิวเตอร์ ณ ขณะนั้น
?
?????????????? ?ดังนั้น ผมจึงจำเป็นต้องทำให้เสาสัญญาณไฟในแต่ละจุดมี Address เหมือนกับรถไฟ และรางสับ ซึ่งใน Layout ผมมีสัญญาณไฟแบบ 3 และ 4 Aspect อยู่ทั้งหมด 21 ตำแหน่ง

??????????????? พอไปดู Signal Decoder ของ Roco (10777) ที่ 1 ตัว คุมแค่ได้ 2 เสาสัญญาณไฟ เห็นราคาแล้วแทบจะเป็นลม!!!! (*o*) ตัวละ 72 Euro (เมื่อ 3 ปีที่แล้ว ตอนนี้เป็น 100 Euro บ้าไปแล้วครับ!!) ก็เลยหาทางคิดที่จะใช้ Turnout Decoder ของ Roco 10775 มาดัดแปลงเพื่อควบคุมสัญญาณไฟ Color light signal แทนดีกว่า
?
???????????????? เพราะเมื่อเทียบ Address ต่อ Address แล้วราคาถูกกว่ามาก เพราะ Turnout Decoder 1 ตัว (ราคาตัวละ 50 Euro ในตอนนั้น ส่วนตอนนี้ก็ ~ 65 Euro) สามารถคุมเสาสัญญาณไฟ 3 และ 4 Aspects ได้ถึง 4 เสาสัญญาณไฟ โดยที่ 1 เสาสัญญาณไฟต้องใช้ 2 Addresses เพราะมีรูปแบบสัญญาณไฟ 3 และ 4 Combination ตามลำดับ (ถ้าใช้ไฟแค่ 2 Aspects คือ เขียว/แดง จะใช้แค่เพียง 1 Address เท่านั้น โอ...ยิ่งคุ้มเข้าไปใหญ่)
?
???????????????? นอกจากนี้ Feature ควบคุมการ Brake ให้รถไฟจอดหน้าสัญญาณไฟ ที่มีอยู่ใน Signal Decoder (ใช้ร่วมกับ Brake Generator) ผมก็ไม่จำเป็นต้องใช้ เพราะ Software Rocomotion สามารถสั่งให้รถชะลอจอดหน้าสัญญาณไฟได้อยู่แล้ว ก็เลยคิดว่าน่าจะใช้แทนกันได้แน่ จึงตัดสินใจซื้อ Turnout Decoder มาควบคุมสัญญาณไฟของ Viessmann เลยครับ

??????????????? ตอนนั้นที่คิดได้ถึงสิ่งที่จะต้อง Modify นิดหน่อย เมื่อใช้ Turnout Decoder มาควบคุมสัญญาณก็คือ จะต้องหาทาง Latch สัญญาณ pulse ที่เป็น Output ที่ออกจาก Turnout Decoder ก่อนให้ได้ มิฉะนั้น ถ้านำสัญญาณ pulse ไปต่อเข้าตรงๆ กับเสาไฟสัญญาณของเรา หลอดไฟ LEDs มันก็จะไม่ติดค้าง แต่มันจะกระพริบตาม pulse ของ Turnout Decoder แล้วก็ดับไป (เหตุผลที่ Output ของ Turnout Decoder เป็นสัญญาณ pulse สั้นๆ ก็เพราะว่า ถ้า Turnout Decoder จ่ายไฟแบบค้าง (Latching) จะทำให้ coil ในชุดควบคุมรางสับไฟฟ้าไหม้ครับ จึงต้องจ่ายเป็น pulse สั้นๆ ให้ solenoid เกิดการเคลื่อนไหว เพื่อสับรางอย่างรวดเร็ว แล้วก็ตัดไฟครับ)
?
???????????????? วิธีการที่จะ Latch สัญญาณ pulse แบบง่ายๆ ก็คือ ใช้ วงจร Flip-Flop ครับ ซึ่งเดี๋ยวนี้ก็ง่ายเข้าไปใหญ่ เพราะมี IC สำเร็จรูปอยู่แล้วครับ ผมเลยตัดสินใจเลือก IC เบอร์ MC14043BCP ซึ่งเป็น S-R flip-flop (Set ? Reset Flip Flop) หลักการก็คือ เมื่อขา ?Set? มีสัญญาณ input ที่เป็น pulse มาจาก Turnout Decoder สัญญาณ Output จะส่งสัญญาณติดค้าง โดยไม่สนใจว่า สัญญาณ pulse ด้าน input ได้หายไปหรือยัง เราก็เอาสัญญาณ Output ไปต่อเข้ากับหลอดไฟของสัญญาณเพื่อให้ติดค้างได้ครับ IC เบอร์นี้ 1 ตัว มี Flip flop อยู่ 4 ชุด ทำให้พอดีกับรูปแบบของสัญญาณไฟแบบ 4 Aspects พอดีครับ

????????????? เริ่มมั่นใจแล้วครับว่าทำได้แน่...แต่พอเอาเข้าจริงๆ มันไม่หมูอย่างที่คิดแฮะ!!! เพราะพอไปทำ Configuration ในโปรแกรม Rocomotion ลืมคิดไปว่า รูปแบบสัญญาณบาง Aspect ไฟมันก็ติด 1 ดวง บาง Aspect มันก็ติด 2 ดวง แล้วบางหลอดก็ติดได้มากกว่า 1 Aspect สลับกันไปกันมาไปหมด แถมหลอด LED แบบ 4 Aspects ดันมี LEDs ตั้ง 6 ดวงอีก ติดในแต่ละแบบก็ไม่เหมือนกันอีก แล้วไอ้ Output 4 แบบ จาก Flip flop มันจะไปขับหลอดไฟสัญญาณ 1 ดวงบ้าง สองดวงบ้างได้ยังไงกันละครับพี่น้อง!
?
?????????????? มิน่าเล่า Signal Decoder มันถึงแพงกว่า Turnout Decoder หลายเท่าตัวนัก ก็เพราะมันมีค่าวิชาอยู่ดิครับ...มันมี! วัยรุ่นเซ็งไปเลย (??-).....ส่วนรูปนี่ก็จะแสดงรูปแบบ Aspect ของสัญญาณไฟ ในแต่ละ Mode ครับ

?????????????????? มีรึจะยอมแพ้ Turnout Decoder ก็ซื้อมาแล้ว ต้องเอามันใช้ให้ได้ Modify ต่อ วัยรุ่นอย่างผมเซ็งได้ไม่นานอยู่แล้ว คิดขึ้นมาได้ว่า เอาสัญญาณ output จาก Flip-Flop ของ IC ตัวตะกี้ที่มี 4 Outputs ไปขับ NPN Transistor gate ดีกว่าโดยให้Transistor 1 output คุมหลอด LEDs สีนึงไปเลย แล้วใช้ Zener Diode ทำการสร้าง logic ในการ Control หลอด LEDs อีกนิดหน่อยครับ ผมเลือก Transistor IC เบอร์ ULN2003A ซึ่ง 1 ตัวมี Transistor 7 ตัว ควบคุมได้ 7 outputs ซึ่งสัญญาณไฟของผมมี 6 หลอดอยู่แล้ว พอแน่นอน

??????????????? มาถึงตอนนี้หัวใจฮึกเหิมมากๆ ต้องสำเร็จแน่ๆ พอเริ่มต่อวงจรแล้ว Test ปรากฏว่า ?งานเข้า? อีกแล้วครับ เพราะว่าไอ้ขั้ว Output ของ Turnout Decoder มันดันใช้ขั้วไฟไม่เหมือนชาวบ้านเขาซะนี่ ก็คือมัน Design ให้เอา Common เป็นไฟขั้ว ?+? ซะงั้น อันนี้อาจจะงงสักนิดนะครับ อธิบายนิดนึงครับ ก็คือ โดยมากเราจะต่อไฟฟ้าโดยใช้ขั้ว ?-? มาต่อ Jump เข้าหากัน ส่วนขั้ว ?+? จะมาจากแต่ละจุด แต่ไอ้เจ้านี่กลายเป็น Common plus pole คือไฟจ่ายวิ่งมาจากขั้ว ?+? มาร่วมกันหมด ส่วนจะเลือกให้รางสับสับไปทางซ้ายหรือขวานั้น Turnout Decoder จะเลือกจ่ายไฟออกทางขั้ว ?-? คนละด้าน?และถ้าไปดูสัญลักษณ์ของ Turnout Decoder ยี่ห้อต่างๆ จะยิ่งงงเข้าไปกันใหญ่เลย เพราะไอ้ที่เขียนว่า ?+? ไม่ได้แปลว่าไฟบวกนะครับ แต่หมายถึงตำแหน่งของรางสับไปในทิศทางด้าน plus (ขวา) และ ?-? หมายถึงรางสับไปในทิศทาง minus (ซ้าย) ส่วนไอ้ที่เขียนว่า ?C? หรือ ?ตัวเลข? นั่นแหละคือขั้วไฟ ?+? ที่เป็น Common ต่างหาก โอพระเจ้า เจอเข้าไปแบบนี้ มึนตึ๊บ!!!

??????????? โชคดีจริง ๆ ที่บริษัทผมมีพี่คนนึงเป็นเทพทางด้าน Electronics ผมคิดมาเป็นอาทิตย์ๆ ก็คิดไม่ตกว่าจะทำไงดี พี่เขาดู 5 นาทีเฉลยให้ผมฟังหมดเลยครับ ปัญหาเรื่องการรับสัญญาณ pulse ของ Turnout Decoder ที่ Common เป็นขั้ว ?+? สามารถใช้ Transistor gate ที่เป็น Opto ได้เลยครับ เพราะ Opto ใช้ขา Base เป็นแสง (ไม่มีขั้วไฟฟ้าเหมือนกับ Transistor แบบธรรมดา) ดังนั้นไม่ว่าขั้วสัญญาณที่ออกจาก Turnout Decoder จะเป็น Common ที่ขั้ว ?+? หรือ ?-? ก็ไม่สำคัญแล้ว
?
??????????? ?พี่เขาแนะนำเบอร์ให้เสร็จเลย เป็นเบอร์ IC TLP521-4 มี Opto 4 gates ซึ่งพอดีกับสัญญาณ Output pulse จาก Turnout Decoder 2 Addresses ซึ่งก็คือ 1 เสาสัญญาณไฟ พอดีครับ

?????????????? มาถึงจุดนี้ แก้ปัญหาของ Turnout Decoder ได้ทุกอย่างแล้วครับ ขั้นตอนต่อมาก็คือมานั่งเขียนผังวงจร Electronic โดยใช้ IC เบอร์ต่างๆ ที่ว่ามา เอามายำลงกระดาษ ทั้งที่ใช้สำหรับแบบ 3 และ 4 Aspects ตามรูปครับ
?
?รูปนี้เป็น Diagram ของเสาสัญญาณไฟแบบ 3 Aspects ครับ

Diagram สำหรับเสาสัญญาณไฟแบบ 4 Aspects ครับ

???????????? เมื่อได้ผังวงจรแล้ว ขั้นตอนต่อไปก็ Shopping ที่บ้านหม้อ แล้วก็ทำแผงวงจรเลยครับ รูปนี้เป็นแผ่นวงจรสำหรับเสาสัญญาณ 3 Aspects ชุด Terminal ด้านซ้ายต่อกับเสาสัญญาณไฟของ Viessmann 4012 ส่วน Terminal ทางด้านขวาต่อเข้ากับ Turnout Decoder ครับ??

??????????????? รูปนี้เป็นแผ่นวงจรสำหรับ 4 Aspects และการ Wiring สายเข้ากับ Turnout Decoder และสัญญาณไฟของ Veissmann 4013 (ในรูปไม่เห็นเสาไฟนะครับ เห็นแต่ขั้วที่เป็น Resister ของหลอดไฟ LEDs แต่ละดวงจากเสาสัญญาณไฟ) สายอาจจะดูรกตาหน่อยนะครับ เพราะตอนถ่ายเพิ่งเริ่มทดสอบ ยังไม่ได้เก็บสายให้เรียบร้อย

มาดูผลลัพธ์กันครับ ในชุดนี้เป็นแบบ 3 Aspects ที่ประกอบด้วยสัญญาณ Hp0 (Stop), Hp1 (Proceed) และ Hp2 (Proceed with restricted speed)

??????????????? ส่วนชุดนี้เป็นแบบ 4 Aspects ที่ประกอบด้วยสัญญาณ Hp00 (Stop Train and Shunting), Sh0 (Stop Train but Shunting Permit), Hp1 (Proceed) และ Hp2 (Proceed with restricted speed)

????????????????? มาสรุปเรื่องค่าใช้จ่ายกัน ซื้อ Turnout Decoder Roco 10775 ไป 5 ตัว ตัวละ 50 Euro เป็นเงิน 250 Euro หรือ ~ 12,500 บาท รวมกับค่าอุปกรณ์อิเลคทรอนิกส์, IC แผ่น PCB, สายไฟ และ Accessories ต่างๆ ประมาณ 2,700 บาท เบ็ดเสร็จ 15,200 บาท

?????????????????? เมื่อเทียบกับ Signal Decoder Roco 10772 ที่จะต้องใช้จำนวน 11 ชุด ชุดละ 72 Euro เป็นเงิน 792 Euro หรือ ~ 39,600 บาท นั่นคือ งบประมาณในกระเป๋าที่ผมจะ ประหยัดได้ถึง 24,400 บาท

สำหรับเพื่อนๆ สมาชิกที่สนใจ สามารถนำผังวงจรไปทดลองทำกันได้เลยครับ ไม่คิดค่าลิขสิทธิ์ครับ...อิ..อิ (^_^)

????????????????? อย่างไรก็ตามสำหรับท่านที่ต้องการต่อยอด ผมคิดว่าวงจรของผมยังสามารถปรับปรุงให้ดีขึ้นได้อีก เช่น การนำ Capacitor มาต่อคร่อม Terminal ที่ต่อกับหลอดไฟของ Viessman เพื่อให้สีค่อย ๆ Dim เวลาเปลี่ยน Aspect หรือ ทำลายวงจรใหม่เลยก็ได้ครับ จะได้ไม่ต้องใช้ PCB เอนกประสงค์ ซึ่งมีขนาดใหญ่มากเกินไป

สุดท้ายแล้วครับ...
?
???????????? สำหรับ Layout ของท่านใดที่ใช้เสาไฟสัญญาณแบบ Semaphore หางปลา (เป็นก้านเลื่อนขึ้น-ลง) ไม่น่าจะเจอปัญหาเหมือนผมนะครับ คิดว่าสามารถต่อ Turnout Decoder เข้ากับ Module ของสัญญาณไฟพวก Home Signal ได้เลย เพราะก้านของ Semaphore จะมี Movement ในลักษณะเดียวกับรางสับอยู่แล้ว ไม่น่าจะต้องมีการดัดแปลงอะไรนะครับ
?
????????????? ส่วนเพื่อนๆ ที่อ่านแล้วรู้สึกว่ามันยาก ก็อย่าเพิ่งกลัวนะครับ จริงๆ แล้ว ผมก็เริ่มต้นเล่นรถไฟจำลองแบบความรู้ด้านอิเลคทรอนิกส์ = 0 เหมือนกันครับ ก็ค่อยๆ ลองผิดลองถูกไปเรื่อยๆ ครูพักลักจำไปบ้าง เจอไอเดียดีๆ จากเพื่อนๆ ใน Webboard บ้าง หนังสือบ้าง ก็เอามาแบ่งปันกันไปครับ

?

ขอขอบคุณบทความดังกล่าว ซึ่งได้รับความอนุเคราะห์จากคุณเด็กบางมดให้ทางทีมงานนำมาลงในเว็บไซด์ Thamrr,com?ซึ่งบทความดังกล่าวเคยลงไว้ในเว็บไซด์ Thai Model Railroad ครับ