lauantai 25. lokakuuta 2008

Turvalaitetekniikkaa pienoisrautatieharrastajalle, osa 1

Tämä kirjoitus aloittaa juttusarjan, joka tukee sarjaa Tietokone DCC-keskusyksikkönä. Sarjassa esitellään turvalaitetekniikan perusteoriaa pienoisrautatieharrastajan näkökulmasta. 

Aiheen käsittely painottuu niihin toimintoihin, jotka on tällä hetkellä toteutettu SpDrS60 for Linux -ohjelmassa. Esikuvan toiminnoista se kattaa vain murto-osan, mutta on kuitenkin riittävästi, jotta aihetta ennestään tuntematon pienoisrautatieharrastaja pääsee "kärryille".

Alla selitetään muutamia keskeisimpiä termejä. Lähteenä on käytetty osittain vuoden 2005 Junaturvallisuussääntöä (Jt). On huomattava, että monien käsitteiden tarkka merkitys riippuu noudatettavista määräyksistä. Tällöin on tarka
steltava esikuvan käytäntöä ja sovellettava sitä. Jt on muuttanut muotoaan huomattavasti vuosien mittaan, ja jo Ruotsissa määräykset poikkeavat meikäläisistä huomattavasti.
  • Liikennepaikka - rataverkon nimetty kohta, jota käytetään liikenteen turvaamiseen.
  • Yksikkö - mikä tahansa kiskoilla liikkuva laite.
  • Vaihtotyö - kaluston siirtämistä vaihtotyöstä annettujen määräysten mukaan. Vaihtotyössä liikkeet tapahtuvat rajoitetulla nopeudella (Suomessa 35 km/h).
  • Juna - yksikkö, joka on asetettu kulkemaan junana. Junana kulkevan yksikön nopeus voi olla suurempi kuin vaihtotyössä, mutta sitä koskevat junaliikenteen määräykset.
  • Tulo-opastin - tulosuunnassa liikennepaikan ensimmäinen pääopastin.
  • Tulovaihde - tulosuunnassa liikennepaikan ensimmäinen vaihde.
  • Opaste - lupa, käsky tai ilmoitus. Opastimella annetaan opasteita.
  • Pääopastin - junaliikennettä ohjaava opastin. Pääopastimella voidaan antaa opasteet Seis, Aja ja Aja Sn 35. Nykyisen (vuoden 2005) Jt:n mukaan pääopastimen seis-opaste koskee myös vaihtotyötä paitsi jos erikseen toisin määrätään.
  • Esiopastin - opastin, joka näyttää seuraavan pääopastimen opasteen. Esiopastin voi olla erillisenä opastimena tai samassa mastossa pääopastimen kanssa. Jos esiopastin on yhdessä pääopastimen kanssa, se on pimeänä pääopastimen näyttäessä seis-opastetta.
  • Raideopastin - vaihtotyötä ohjaava opastin. Raideopastimella ei ole esiopastimia eikä se yleensä koske junaliikennettä. Poikkeus: Nykyisen Jt:n mukaan raideopastimessa voi olla junakulkutien päätekohdan merkki. Tällöin raideopastimen opasteet koskevat sekä junaliikennettä että vaihtotyötä.
  • Kulkutie - se raide tai ne raiteet vaihteineen, jotka turvataan yksikön kulkua varten.
  • Junakulkutie - junaliikenteelle tarkoitettu kulkutie.
  • Turvata kulkutie - varmistaa, että kulkutie-ehdot täyttyvät: kulkutiehen kuuluvat raiteet ovat vapaat ja vaihteet käännettävissä oikeisiin asentoihin eikä mikään kulkutien osa kuulu toiseen, jo turvattuun kulkutiehen. Kun ehdot täyttyvät, vaihteet käännetään ja lukitaan niin, ettei niitä voi kääntää kulkutien ollessa turvattuna. Lisäksi kulkutiehen kuuluvat raiteet merkitään turvatuiksi. Lopuksi kulkutien alkuopastin asetetaan näyttämään ajon sallivaa opastetta.
  • Purkaa kulkutie - purkaa kulkutiehen kuuluvien vaihteiden lukitukset ja merkitä raiteet vapaiksi (lukuunottamatta varattuja raiteita). Turvaamiselle vastakkainen toimenpide. Kulkutie purkautuu yleensä itsestään junan varatessa kulkutiehen kuuluvia raiteita, mutta se voidaan purkaa myös käsin. Tällöin on usein kysymyksessä hätäpurku.
  • Asetinlaite - turvalaite, jolla ohjataan liikennepaikan vaihteita ja opastimia keskitetysti.
Alla on kuva Murtomäen asetinlaitteen ilmaisin- ja käyttötaulusta. Asetinlaite on VR:lle tehty versio Siemensin saksalaisesta laitteesta, jota SpDrS60-ohjelma mallintaa. Kuvaa täytyy klikata, jotta se tulee kokonaan näkyviin.

Kuvasta on havaittavissa seuraavia asioita:
  • Meneillään on ilmeisesti junakohtaus. Tämä näkyy siitä, että kolmas raide alhaalta on varattu (raiteella palaa punainen valo) ja ensimmäistä raidetta pitkin on turvattu kulkutie.
  • Saapuva juna on tulossa oikealta ja jatkaa vasemmalle. Tämä näkyy opastimien asennoista.
  • Alimman raiteen oikeanpuoleisessa päässä oleva vaihde toimii keskimmäisen raiteen kulkutien sivusuojana. Jos alimmalla raiteella pääsisi kalustoa karkuun, se ohjautuisi lyhyelle pistoraiteelle, ns. turvaraiteelle. Pienellä tutkimisella ilmenee, että alimman raiteen vasemmanpuoleisin vaihde toimii sivusuojana alhaalta saapuvien junien varalta keskimmäiseltä raiteelta vasemmalle lähtevälle kulkutielle.


Tietokone DCC-keskusyksikkönä, osa 4: asetinlaitteen perustekniikkaa

Osassa 2 käsiteltiin esimerkkitapauksena PoRhan näyttelyrataa ja osassa 3 sähkökytkentöjä. Nyt kerrotaan mitä asetinlaitteena toimiva PC on tarkemmin ottaen syönyt.

Tarkastellaan ensin laitteistoa. PoRhan turvalaitteita komensi seuraavanlainen kone:
  • Pentium II 350 MHz
  • 512 MB muistia (muistaakseni)
  • pienehkö kiintolevy
  • perustason näytönohjain
  • sellainen näyttö, johon mahtui raidekaavio kerralla.
Käyttöjärjestelmänä oli Debian GNU/Linux ja ohjelmistoina srcpd ja SpDrS60 for Linux. Kaikki mainitut ovat open source -ohjelmistoja ja vapaasti verkosta ladattavissa. srcpd hoitaa tietokoneen ja radan välistä tietoliikennettä, ja sprds60 toimii asetinlaitteen käyttötauluna.

Seuraavassa selostetaan miten vastaava kokonaisuus rakennetaan itse.

Ensin asennetaan käyttöjärjestelmä ja ohjelmat.

Debianin lisäksi on mahdollista käyttää periaatteessa mitä tahansa Linux-jakelua. Ubuntu, Fedora ja SuSE lienevät helpoimmasta päästä; niille on tehty srcpd:stä ja SpDrS60:stä valmiit paketit. Valittu Linux-jakelu asennetaan sen omien asennusohjeiden mukaan; tässä ei ole käytännöllistä kuvata kaikkia asennusmahdollisuuksia. Toinen vaihtoehto on käyttää tekemääni Puppy Linux -versiota, jossa on valmiiksi asennettuna srcpd ja SpDrS60. ISO-tiedostosta poltetaan CD-levy, jolla käynnistetään kone. Tämän jälkeen ohjelmat ovat heti käytettävissä. 

(CD poltetaan Windowsissa Nero-ohjelmalla näin: Recorder -> Burn Image, kohdasta Files of type valitaan All files. Etsitään äsken imuroitu tiedosto puppy-400tkasl.iso, painetaan Write.

CD poltetaan Macilla näin: Avataan imuroitu ISO-tiedosto Levytyökalussa. Syötetään asemaan tyhjä CD. Painetaan Polta.)

Mikäli käytössä on Debian, Ubuntu, Fedora tai SuSE, imuroidaan srcpd:n ja spdrs60:n asennuspaketit ja asennetaan ne käyttöjärjestelmän työkalulla. (Suunnilleen näin: Ensin mennään root-käyttäjäksi komennolla sudo -s, joka kysyy käyttäjän omaa salasanaa, tai su -, joka kysyy rootin salasanaa. Sen jälkeen paketin asennus; Ubuntu ja Debian: dpkg -i paketti.deb; Fedora ja SuSE: rpm -U paketti.rpm.)

Jos käytetään Puppy Linuxia, kone käynnistetään CD:ltä ja käyttäjän luomat tiedot tallennetaan yhteen tiedostoon, joka voidaan tallentaa esim. muistitikulle. Tallennustiedoston nimeen voidaan haluttaessa sisällyttää yksilöivä osa (ei pakollinen). Tiedoston tallennuspaikkaa ja nimen yksilöivää osaa kysytään konetta ensimmäistä kertaa sammutettaessa. Muihin kysymyksiin voi vastata Enterin painalluksella. 

Tässä vaiheessa on syytä testata, että kone lähtee käyntiin ja spdrs60 toimii. srcpd:n toiminta voidaan todeta seuraavasti: valitaan spdrs60:n Daemon-valikosta Connect. Todetaan, että tilariville tulee ilmoitus "Info socket connected."

Seuraavaksi määritellään komento-ohjauslaitteiston asetukset. Tässä on kätevä apu srcpd:n konfiguraatiosivu. Ensimmäisessä vaiheessa valitaan komento-ohjausjärjestelmän liityntä tietokoneeseen. Mikäli vahvistin on kytketty suoraan sarjaporttiin, kysymyksessä on suorakäyttö eli DDL, jolloin valitaan ensimmäinen kohta, "DDL". Jos halutaan käyttää myös kirjoitinporttiin kytkettyä S88-palauteväylää, valitaan myös kohta "S88 at parallel port." Tässä käytetään esimerkkinä kokoonpanoa, joka sisältää nämä kaksi väylää. Lopuksi painetaan nappia Step 2.

Seuraavalla sivulla tehdään väyläkohtaiset asetukset. SRCP-protokollassa väylät on aina numeroitu, ja itse palvelin esitetään väylänä numero 0. Ensimmäisessä sarakkeessa on siis srcpd:n yleiset asetukset: millä käyttäjätunnuksilla toimitaan, paljonko lokimerkintöjä tehdään, mihin tiedostoon tallennetaan prosessin numero. Näistä kannattaa vaihtaa Group ID arvoon lp, jotta kirjoitinporttiin on pääsyoikeudet. 

Seuraavassa sarakkeessa on väylä numero 1, DDL. Käydäänpä asetukset yksi kerrallaan läpi.
  1. Debuglevel - INFORMATION: paljonko tietoa lokiin merkitään. NONE on vähiten, ALL on eniten.
  2. Auto power ON - X: kun tässä on merkki, rataan kytketään automaattisesti virta kun srcpd käynnistyy. Jätetään tähän rasti.
  3. Device name - /dev/ttyS0: käytettävä sarjaportti. /dev/ttyS0 on ensimmäinen sarjaportti (COM1 tai A), /dev/ttyS1 toinen (COM2 tai B). Tämä valitaan käytettävän sarjaportin mukaan. Esimerkissämme käytetään ensimmäistä sarjaporttia, siis laitetta /dev/ttyS0.
  4. max Loco Address - 1 (oletus 81): jos tämän sarjaportin kautta aikoo ajaa junia, tähän laitetaan korkein käytettävä veturiosoite (DCC:ssä 99 tai 9999). Jos tämän sarjaportin kautta ei ajeta junia, laitetaan jokin pieni numero (esim. 1). Esimerkkimme on ainoastaan asetinlaitekäytössä, siis tähän laitetaan 1.
  5. max GA Address - 324: vastaavasti kuin edellä. Tähän tulee käytettävien vaihde- ja opastindekooderien korkein osoite. Jätetään tässä vaiheessa oletusarvoon.
  6. Enable MM - tyhjä (oletus X): jos käytetään Märklin/Motorola-protokollaa noudattavia dekoodereita, tähän tarvitaan rasti, muuten otetaan pois. Esimerkissämme käytetään pelkästään DCC-dekoodereita, joten rasti pois.
  7. Enable NMRA/DCC - X:  jos käytetään DCC-dekoodereita (kaksikiskodekooderit muuten paitsi Selectrix ja valmistajien omat protokollat kuten FMZ), tähän tarvitaan rasti; jos käytetään ainoastaan Märklin-dekoodereita, rasti otetaan pois. Esimerkissämme tähän tulee rasti.
  8. Ring Indicator Check: tarkkaillaan onko Ring Indicator -signaali (nasta 9) aktiivinen.
  9. Check Short: valvotaan oikosulkuja.
  10. Inverse DSR: Data Send Ready -signaalin merkitys on käänteinen.
  11. Shortcut Delay: 0. Huomautus: Neljää viimeksimainittua (kohdat 8-11) ei oikein ole dokumentoitu enkä ole kovin hyvin perillä niiden toiminnasta. Näiden annetaan olla toistaiseksi oletusarvoissaan. Selvitystyö jatkuu...
  12. NMRA/DCC Translation Table: 3. Tällä valitaan DCC-signaalin tuottotapa. Numero 3 on yleensä sopiva.
  13. Improve NMRA/DCC Timing: tätä tarvitaan mikäli DCC-järjestelmässä esiintyy vetureiden karkailua tms. toimintahäiriöitä.
  14. Enable usleep patch: tätä tarvitaan, jos Märklin-signaalin tuottaminen vie kohtuuttomasti prosessoritehoa tai ei onnistu ollenkaan. Jollei Märklin-signaalia tuoteta, tätäkään ei tarvita.
  15. usleep wait time (ms): 0. Jos Enable usleep patch on valittuna, tähän voi kokeilla erilaisia arvoja (mahdollisesti väliltä 0-50), jolla signaalin tuotto saadaan onnistumaan.
Viimeisessä sarakkeessa määritellään väylä 2 eli S88-palauteväylä. Käydään senkin asetukset läpi.
  1. Debuglevel - INFORMATION. Sama merkitys kuin edellä.
  2. Auto power ON - X: kun tässä on merkki, rataan kytketään automaattisesti virta kun srcpd käynnistyy. Palauteväylän tapauksessa ei merkitystä, mutta jätetään tähän rasti. Ei siitä haittaakaan ole.
  3. IO Port - kolme valintaa: 0x378, 0x278 ja 0x3bc. Oletusarvo 0x378. Valitaan se, joka vastaa käytössä olevaa kirjoitinporttia; usein tämän voi määritellä koneen BIOS-asetuksista. Oikean portin saa selville, kun avaa pääteikkunan (Terminal) ja antaa seuraavan komennon: cat /proc/ioports | grep parport Komennon tulosteessa ensimmäinen numerosarja on joko 0378, 0278 tai 03bc. Esimerkissämme valitaan ensimmäinen eli 0x378.
  4. Clock Scale: 35.
  5. Refresh Cycle: 100.
  6. Min Time Span for 0: 0. Kolme edellistä (kohdat 4-6) liittyvät protokollan hienosäätöön ja saavat yleensä olla oletusarvoissaan.
  7. # FB1 Modules: 0 (oletusarvo). Kirjoitinporttiin voidaan kytkeä neljä rinnakkaista S88-väylää. Tähän kirjoitetaan montako palautemoduulia on kytketty ensimmäiseen väylään. Jos käytetään osassa 3 esitettyä kytkentää, kaikki moduulit tulevat ensimmäiseen väylään ja seuraavat kohdat jätetään nolliksi. Esimerkissämme on kaksi palautemoduulia, siis tähän kirjoitetaan numero 2.
  8. # FB2 Modules: 0 (oletusarvo). Tähän kirjoitetaan montako palautemoduulia on kytketty toiseen väylään.
  9. # FB3 Modules: 0 (oletusarvo). Montako palautemoduulia on kytketty kolmanteen väylään.
  10. # FB4 Modules: 0 (oletusarvo). Montako palautemoduulia on kytketty neljänteen väylään.
Kun kaikki kohdat on saatu täytetyksi, painetaan Finish. Valmis ylläolevan esimerkin mukaan tehty tiedosto on ladattavissa täältä. Syntynyt tiedosto tallennetaan nimellä /etc/srcpd.conf. Tämän jälkeen avataan pääteikkuna (terminal, xterm, rxvt tms.) ja annetaan siinä seuraavat komennot:
  1. sudo -s tai su - (Tätä komentoa ei tarvita Puppy Linuxissa.)
  2. /etc/init.d/srcpd stop (tällä pysäytetään srcpd)
  3. /etc/init.d/srcpd start (tällä käynnistetään srcpd)
srcpd täytyy pysäyttää ja käynnistää uudelleen aina kun sen asetustiedostoon (/etc/srcpd.conf) on tehty muutoksia.

Jotta palautemoduulit alkavat toimia, tehdään vielä seuraavat toimenpiteet SpDrS60:ssä:
  1. valitaan valikosta Edit->Preferences
  2. siirrytään välilehdelle Feedback modules
  3. valitaan kohdasta Module size monenko tulon moduuleita käytetään (8 vai 16)
  4. Bus numbering -kohdasta valitaan Flexible (SRCP 0.8)
  5. Connected modules per bus -kohdassa kirjoitetaan väylän numeroa vastaavaan kohtaan montako moduulia on kytketty, eli samat tiedot kuin srcpd:n asetuksiin. Esimerkissämme ensimmäinen palauteväylä on numero 2 ja siihen on kytketty 2 moduulia, eli Bus: 2, Modules: 2. Saman kirjoitinportin muut S88-väylät saavat kolme seuraavaa numeroa eli esimerkissämme 3, 4 ja 5. Esimerkissämme niistä ei tarvitse välittää.
Nyt voidaan kytkeä komponentit yhteen ja todeta toiminta. Ensi alkuun voi vahvistimeen kytkeä vaikkapa hehkulampun tai kaksi LEDiä, jotka on kytketty eri suuntiin rinnan ja koko paketti sarjaan noin 1 kilo-ohmin vastuksen kanssa. Molempien LEDien pitäisi tällöin palaa kytkettäessä paketti pienoisrautatiemuuntajan vaihtovirtalähtöön - siihen, josta otetaan virta vaihteiden kääntöön - tai Märklinin muuntajan L- ja 0-napojen eli keltaisen ja ruskean välille. Jos molemmat LEDit palavat tasaisesti, vahvistin tuottaa vaihtovirtaa. Jos vain toinen palaa, vahvistin tuottaa tasavirtaa ja se on syytä sammuttaa välittömästi ja tarkistaa kytkennät.

Palautemoduulien toiminnan voi todeta SpDrS60:ssä valitsemalla valikosta View->Feedback modules ja avautuvasta paneelista oikean väylän. Varmistetaan, että ohjelma on yhteydessä palvelimeen valitsemalla valikosta Daemon->Connect. Tämän jälkeen kokeillaan aktivoida palautemoduulien tuloja yksi kerrallaan ja katsotaan tapahtuuko näytössä muutosta.

Seuraavassa osassa siirrytään teoriaosuuteen: johdatus turvalaitelogiikkaan pienoisrautatieharrastajan näkökulmasta.

perjantai 24. lokakuuta 2008

Tietokone DCC-keskusyksikkönä, osa 3: sähköiset liitännät ja kaapelointi

Osassa 2 käsiteltiin esimerkkinä PoRhan näyttelyrataa laitteistoineen ja ohjelmistoineen. Tässä osassa neuvotaan miten tietokone liitetään komento-ohjauslaitteistoon, jotta saadaan aikaan vastaava toiminta kuin PoRhan näyttelyradalla. Lisäksi neuvotaan S88-paluukanavan liittäminen kirjoitinporttiin raideilmaisuja varten.

Sarjaporttiin liitetään vahvistin (booster). Tarkoitus on, että tietokone tuottaa signaalin, jonka vahvistin vahvistaa dekoodereiden käytettäväksi. Sarjaportista käytetään periaatteessa yhtä signaalia, nimittäin TxD:tä eli lähtevää dataa. 9-nastaisessa D-liittimessä TxD on nastassa 3. Lisäksi tarvitaan maa, nasta 5. Sarjaporttien liittimet ovat tietokoneessa pääsääntöisesti urospuolisia, joten kaapeli on sellainen, jossa on toisessa päässä naaraspuolinen 9-nastainen D-liitin ja toisessa vahvistimeen sopiva liitin. 

Vahvistimesta on etsittävä signaalitulo, joka DCC-vahvistimissa merkitään kirjaimella C, sekä signaalimaa, D. Tässä vaiheessa on todettava, että DCC- ja Märklin-vahvistimet toiminevat pääsääntöisesti ristiin. Tiettävästi halvimman vahvistimen saa Märklinin Delta Control -laitteesta.

Kytkentä tiivistettynä:
  • TxD / 3 signaali / C
  • GND / 5 -  maa / D
Vahvistimeen tarvittavan liittimen tyyppi riippuu vahvistimen merkistä ja mallista; joissakin, esim. Lenzin vahvistimissa, on ruuviliittimet, toisissa puristettavat modulaariliittimet (läpinäkyvää muovia, lähes kuution muotoinen, noin sokeripalan kokoinen). Jos jälkimmäinen sattuu vastaan, on usein helpointa ottaa valmis kaapeli, jossa on sopivat liittimet, katkaista se kahtia ja juottaa katkaistuun päähän D-liitin. 

Rocon vahvistimiin tarvitaan modulaarikaapeli; siitä käytetään modulaariliittimen reunimmaiset nastat 1 (C) ja 6 (D). Rocon kaapeleissa reunimmaisten johtojen värit ovat valkoinen (1) ja sininen (6). Kytketään siis modulaariliittimestä D-liittimeen nastat 1-3 ja 6-5 eli C-TxD ja D-GND. Modulaariliittimen ykkösnastan löytää helposti: se on oikealla kun liitintä pitelee niin, että lukitussanka on päälläpäin ja kaapeli lähtee pitelijää kohti. Kaapeli kytketään Master-liittimeen. Huomattava on, että tämän jälkeen samaan vahvistimeen kytketyillä XpressNet-laitteilla (LokMaus yms. ohjaimet) ei ole enää mitään vaikutusta mihinkään. Jos vahvistimen tekee itse, siihen on tietysti helppo asentaa juuri halutunlainen liitin. Saksantaitoisille löytyy vielä kokoelma kaavioita vahvistimen liittämisestä.

Vahvistimeen kytketään johdot, joihin liitetään vaihde- ja opastindekooderit. Näihin puolestaan liitetään vaihdemoottorit ja opastimet.

Jos edellinen vaikutti sekavalta, se johtuu siitä, että vahvistimia on monia erilaisia, eikä niiden liittimiä ole millään tavalla standardoitu. Kaikissa on kuitenkin jossakin kohtaa signaalitulo ja signaalimaa. Kun ne löytää, kaapelin teko on helppoa.

S88-palauteväylän liittäminen kirjoitinportin kautta on huomattavasti yksinkertaisempaa. Liittimen naaraskappale on tosin kuulemma vaikeasti saatava, mutta sen voi korvata periaatteessa millä tahansa, jossa on nastojen väli 2,54 mm ja joka on mekaanisesti sovitettavissa. Kaapeli kytketään seuraavasti:
  • kirjoitinportti - S88
  • (+ 5 V esim. USB-liittimestä) - 6; jännitteen syöttö S88-väylään
  • 4 - 5; RESET
  • 3 - 4; LOAD
  • 2 - 3; CLOCK
  • 18 - 2; GND (tähän kytketään myös +5V:n jännitteen maajohto)
  • 10 - 1; DATA
Kaavakuva, jossa käyttöjännite otetaan levyasemaliittimestä.

S88-väylään liitetään palautemoduulit, joihin kytketään raideilmaisimet. Kolmikiskoradalla raideilmaisimeksi riittää, että ilmaistavalta raiteelta on toinen kisko eristetty ja kytketty palautemoduulin tuloon sekä radan maa yhdistetty palautemoduulin maahan; kaksikiskoradalla tarvitaan ilmaisimeksi erillinen laite, jonka lähtö viedään palautemoduulille.

Kun näiden kytkentöjen tekemisen jälkeen kytketään tietokone päälle, missään ei pitäisi tuntua, näkyä, kuulua tai haista mitään asiaankuulumatonta: ei kipinöintiä, sulamista, savua, kuumenevan muovin tai metallin hajua... Jos jotakin tällaista ilmenee, laitteet on sammutettava välittömästi ja ryhdyttävä tarkistamaan kytkentöjä.

Seuraavassa osassa kerrotaan ohjelmistojen asentamisesta.

Huomautus:
Näiden ohjeiden virheettömyyttä ei voida taata. Kirjoittaja ei vastaa näiden ohjeiden noudattamisesta tai noudattamatta jättämisestä aiheutuneista henkilö- tai esinevahingoista, materiaalihukasta, menetetystä työ- tai vapaa-ajasta, kivusta, särystä, henkisistä kärsimyksistä, homevaurioista, epämääräisestä harmin tunteesta tai muistakaan mahdollisista tai mahdottomista seurauksista.

torstai 23. lokakuuta 2008

Tietokone DCC-keskusyksikkönä, osa 2: esimerkkitapaus


Tämä kirjoitus on jatkoa edelliseen osaan.

Kuvataanpa esimerkiksi PoRhan näyttelyradan komento-ohjausjärjestelmän käytännön toteutus sellaisena kuin se oli Toppilan möljällä syksyllä 2008. Se sisälsi seuraavat komponentit:
  1. Ajolaitteisto: keskusyksikkö/vahvistin ja siihen liitetyt käsiajolaitteet. Tätä laitteistoa ei käsitellä tässä kirjoituksessa kovin syvällisesti.
  2. Turvalaitteisto: PC ja sen sarjaporttiin kytketty DCC-vahvistin. 
  3. Turvalaitteistoon kytketyt vaihdedekooderit ja vaihdemoottorit.
  4. PC:ssä ohjelmistot: SRCP-palvelin srcpd ja releasetinlaitteen simulaattori SpDrS60 for Linux. PC toimi siis asetinlaitteena. (Tätä tarkoitusta varten oli käytössä PC:n omat näppäimistö ja hiiri sekä suurikokoinen näyttö, josta yleisökin pystyi näkemään asetinlaiteohjelman toiminnan.)
Ajolaitteisto oli itsenäinen DCC-laitteisto, joka oli omistettu pelkästään junien ajamiseen. Kuljettajat eivät siis kääntäneet vaihteita, poikkeuksena vaihtotyö yhdellä neliraiteisella ratapihalla, jonka vaihteet olivat käsikäyttöiset.

Toinen itsenäinen laitteisto oli turvalaitteisto, joka oli omistettu pelkästään vaihteiden kääntämiseen. (Opastimia ei vielä tässä kehitysvaiheessa ollut, vaan junia ajettiin "luvilla".) Tässä sarjaporttiin kytketty vahvistin ei ollut kytketty kiskoihin vaan turvalaiteväyläksi kutsutulla johtoparilla (kuvassa violetti ja harmaa johto) suoraan vaihdedekoodereihin.

Ajo radalla tapahtui seuraavasti: asetinlaitteena toiminutta PC:tä käytti suorittaja, joka turvasi junille kulkutiet ja antoi lähtöluvat. Kuljettajat ajoivat juniaan saamiensa lupien mukaan. (Jos radalle olisi asennettu opastimet, kuljettajat olisivat ajaneet näkyvien opasteiden mukaan.) Rata oli kooltaan meikäläisittäin suurehko - soikio, jossa oli linjaa likimain parikymmentä metriä sekä kaksi liikennepaikkaa. Linjalla oli ajossa parhaimmillaan kolme junaa peräkkäin samalla kun suuremmalla liikennepaikalla tehtiin vaihtotöitä. Asetinlaiteohjelman peruskäyttö eli kulkuteiden turvaaminen ja purkaminen sekä vaihteiden kääntäminen onnistui ensikertalaiselta hyvin lyhyen opastuksen jälkeen. Turvalaitteisto ei kaatunut tai seonnut näyttelyviikonlopun aikana kertaakaan. Kaiken kaikkiaan laitteiston toimintaan oltiin hyvin tyytyväisiä; ainoastaan vaihdemoottorien toiminnassa esiintyi pientä takeltelua, mistä aiheutui pari kertaa vaihteen jääminen kääntymättä.

Seuraavassa osassa: kokeilkaa ihmeessä kotona!

Tietokone DCC-keskusyksikkönä, osa 1

Siirrytäänpä kokonaan toiseen aiheeseen eli pienoisrautateihin. Olen viime kuukausina tehnyt kokeiluja, joissa käytetään PC:tä pienoisrautatien DCC-ohjausjärjestelmän keskusyksikkönä. Tällä tavalla voidaan tietokoneelta käsin ajaa junia, kääntää vaihteita, ohjata opastimia tai periaatteessa mitä tahansa mitä komento-ohjauksella voidaan kuvitella tehtävän.

Olen kokeillut junien ajamista tietokoneelta käsin: toimii, joskin on vähän kankean oloista. Mieluummin käytän käsiajolaitetta, jossa on kunnollinen nuppi. (Tämä on makuasia, josta en kiistele.) Sen sijaan turvalaitteiden eli vaihteiden ja opastimien käytössä tietokone on osoittautunut loistavaksi. Kulkutielogiikan tekeminen ei koskaan ole ollut näin helppoa. (Ei sillä että se helppoa olisi vieläkään!) PoRhan näyttelyradalle on esimerkiksi tehty sellainen järjestely, että junia ajetaan omalla DCC-järjestelmällään, ja turvalalaitteiden ohjaus on siitä kokonaan erillisessä järjestelmässä. Näiden välillä ei normaalitilanteessa ole yhteyttä. Järjestelyn etu on siinä, että vaihteet ja opastimet toimivat vaikka radalla tapahtuisi oikosulku, jännitekatko tai totaalinen sekoaminen. Näin esimerkiksi karannut veturi voidaan ohjata turvalliseen paikkaan tai oikosulun aiheuttanut aukiajotilanne voidaan selvittää.

PC:n kytkentä on toteutettu teknisesti siten, että suoraan PC:n sarjaporttiin liitetään mikä tahansa DCC-vahvistin, esim. Lenz LV101, jollainen minulla sattui ennestään jo olemaan. Myös Märklinin Delta Control -ajolaitetta voi käyttää vahvistimena. Kytkentäohje löytyy muutamille vahvistimille mallin perusteella täältä (saksankielinen sivu). Periaatteessa sarjaportista TxD (lähtevä data) ja GND (maa) kytketään vahvistimen signaalituloon ja maahan.

Lisäksi tarvitaan PC:lle ohjelma, joka tuottaa sarjaporttiin DCC-signaalia sekä käyttöliittymäohjelma, jolla voidaan ohjata koko pakettia. Käyttöjärjestelmäksi valitsin itse Ubuntu Linuxin, mutta sopivia ohjelmia on saatavissa myös Windowsiin. Tarkempi ohjelmaluettelo tulee sarjan myöhemmässä osassa.

Jatkoa seuraa...

Ominaisuuksia blogiin

Laittelin kokeeksi täsmähakukoneen blogisivun oikeaan ylänurkkaan. Sen pitäisi painottaa hakuja tähän blogiin ja niihin sivustoihin, joihin on täältä linkkejä. Saas nähdä miten toimii...

keskiviikko 22. lokakuuta 2008

Lanier - Asimov - Wales

Wikipediasta kuuluu kummia. Väitetään (lähde: MIT Technology Review) nimittäin, etttä verkkosanakirjalla olisi aivan oma käsityksensä totuudesta. Väitteen takana on Wikipedian linja, jonka mukaan kaikki väitteet on pystyttävä tarkistamaan Wikipedian ulkopuolisesta lähteestä. Tämän vuoksi Wikipedia ei ole oikea kanava julkaista uutta tutkimusta tai mullistavia ajatuksia.

Toisaalta Wikipedian omassa ohjausdokumentissa sanotaan, että sisällön valintaa ei ohjaa se, mitä kukin toimittaja pitää totena, vaan se mitä aiheesta on jo julkaistu lähteissä, joilla on sellainen maine, että julkaistut tiedot ovat yleensä tarkistettuja ja oikein. Tekijän itsensä julkaisemaa tietoa pidetään lähtökohtaisesti epäluotettavana; Wikipedian ohjeet edellyttävät, että pääsääntöisesti käytetään ulkopuolisen tahon arvioimaa tietoa. Jos nyt kirjoittaisin samojen ohjeiden mukaan, en luultavasti saisi käyttää tätä sivua pääasiallisena lähteenäni. 

Nyt aletaankin päästä asian ytimeen. Artikkelissa mainitaan Jaron Lanier, joka on toistuvasti yrittänyt saada korjausta itsestään kertovaan Wikipedia-sivuun. Ongelma on, että vaikka tuskin kukaan tuntee Jaron Lanierin elämää yhtä hyvin kuin Lanier itse, Wikipedian sääntöjen mukaan juuri hän on väärä ihminen kirjoittamaan omasta elämästään. Mutta miksi?

Otetaan selvää: katsotaan Wikipediasta. Siellä esiintyy käsite Neutral Point of View, puolueeton näkökulma. Se tarkoittaa, että kaikki käsillä olevaa asiaa koskevat luotettavien lähteiden julkaisemat merkittävät näkökulmat on käsiteltävä artikkelissa tasapuolisesti, mitään näkökulmaa erityisesti painottamatta. Henkilö itse ei siis ole luotettava lähde kertomaan omasta elämästään - ilmeisesti arvioidaan, että tulisi liian suuri houkutus suurennella ansioita tai lakaista ikäviä asioita maton alle.

Palataanpa MIT Technology Review'n artikkeliin. Siinä väitettiin, että Wikipedialla on oma käsityksensä totuudesta. Oikeammin voisi ehkä sanoa, että Wikipedialla ei ole totuuden kanssa mitään tekemistä, vaan tarkoitus on ainoastaan pitää sisällön laatu jollakin tavoin valvonnassa. Järjestely toimii ilmeisen hyvin: Wikipedian tarkkuus on useimmiten riittävän hyvä. (Virheitä on painetuissakin tietosanakirjoissa.) Toisaalta tästä kyllä tulee jossain määrin mieleen se Isaac Asimovin Säätiö-sarjan henkilö, (mikä ***** sen nimi oli, se, jolla oli olevinaan ärrävika) joka teki "tutkimusta" valitsemalla lukemistaan lähteistä "uskottavimman".

Entä mikä on tämä peräänkuulutettu totuus? Sitä on moni filosofi kysellyt. Kunnollista vastausta saanee odottaa pitkään...

Muokattu 23.10.: kirjoitusvirheen korjaus.

Blogin elvytys

Elvyttelen tätä blogia pitkän tauon jälkeen. Paikkakunta on välillä vaihtunut Turusta Ouluun ja firma Nokiasta huomattavasti pienempään nimeltä Apertas Solutions, joka koostuu kahdesta henkilöstä: minä ja yhtiökumppani.

Voi olla, että blogin kolmesta lukijasta kaksi on jo lähtenyt muualle. Ei haittaa. Olkoon tämä sitten vaikka sähköinen muistilehtiö.