Jindra Fučík

Digitalizace tramvaje Kato Portram nebo Centram

Úvod

Byl jsem požádán o digitalizaci tramvaje Kato Portram. Jedná se o velice zdařilý model městské tramvaje v měřítku N. Tramvaj je velice zajímavě řešená a v kolejišti působí dobrým dojmem. Také proto, že má dobře propracovaný interiér, bez rušivých elementů. Tramvaj lze snadno doplnit o pasažéry.

Tramvaj se vyznačuje tím, že používá motory na malé napětí (cca 3V/50mA), není proto možné přímé použití běžného DCC dekodéru.

Volba dekodéru

Pro tento typ tramvají existuje přím dekodér NGDCC DE28TLRK. Jedná se o velice základní dekodér, který nepodporuje dnes moderní funkce jako RailCom, ABC a podobně. Jeho montáž také není úplně jednoduchá, neboť nemá osazené kolíky pro osvětlení a pro sběrače, nemá osazené ani LEDky pro čelní a zadní světla.
Druhá alternativa byla postavit si dekodér vlastní. Například založený na TOMTO dekodéru. Tím bychom ale dostali podobnou funkcionalitu jako zmiňovaný DE28TLK.
Takže nakonec padlo rozhodnutí na použití dekodéru Lenz SILVERmini+. Tento dekodér podporuje ABC, RailCom a další užitečné funkce.

Příprava

Pro digitalizaci je nejprve nutné tramvaj rozebrat. Zde je dobré se inspirovat v přiloženém návodu, který doporučuje používání bambusových párátek jako jediného pracovního nástroje, aby nedošlo k poškození jemných plastových dílů. Také je celkem užitečné se podívat na rozborku například na TOMTO fóru. Při rozborce stačí dojít do bodu 7 - odstranění pracoviště řidiče.
Nyní si můžeme vyndat destičku tištěných spojů, která obsahuje elektronický omezovač napětí a osvětlení.

Add DCC to Kato Portram or Centram

Introduction

Friend of mine asked me to add DCC into Kato Portram. It is very good model of city tram in N scale. Tram construction is very interesting and it look like very good in layout. Especially because it have good interior without disturbing elements. It is eassy to add passengers into tram.

Tram is characterized by using low voltage coreless motors (cca 3V/50mA), the it is not possible to use usual DCC decoder.

Decoder selection

Here exist decoder designed especially for this kind of tram NGDCC DE28TLRK. It is very basic decoder. This decoder do not allow to use popular functions like RailCom, ABC etc. It is also not that easy to mount this decoder. It is not equipped by pins for energy pickup, for powering lights in passenger part and also not contain LEDs front and rear lights.
Second option was to build up own decoder. For example based on THIS decoder. But it have more less same functionality as previously presented DE28TLK.
Then final decision was to use decoder Lenz SILVERmini+. This decoder support various useful functions like ABC, RailCom etc.

Prepare

First of all it is necessary to take tram apart. It is good idea to trust inserted manual, it recommends to use bamboo toothpicks as only one tools for opening the car; to avoid damage of small plastic details. It is also useful to take a look how to take tram apart for example to THIS forum. It is enough to follow this only to point 7 - remove drivers cab.
Now we can pick up circuit board containing electronic voltage limiter and light controller.

Popis zapojení

Nejprve tedy potřebujeme identifikovat, co dělá elektronická destička. Proto jsem začal postupně identifikovat jednotlivé součástky. Nejprve jsem si tedy dohledal součástky podle jejich značení a doplnil si jejich vnitřní zapojení k jejich značkám.
Na horní straně v levé polovině jsou součástky určené pro osvětlení. Bílé LED diody (nechápu proč je pro zadní světla také bílá a je přebarvená červeným sklem), dva rezistory 560ω pro omezení proudu LED diodou a usměrňovací můstek pro LED osvětlující prostor pro cestující. V pravé části je pak omezovač napětí založený na Zenerových diodách (3,9V značení 72) dvou NPN tranzistorech (značení BR), jeden usměrňovací můstek a dva PNP tranzistory na spodní straně (značení CG QX).

Hardware description

First of all we need to identify what electronic circuit does. Then I was start to identify one by one electronic components. First I was found components by its marking and then add internal connection into board photos.
On top left hand side is presented components for control lights. White LED diodes (I do not understand why they used white led for rear light and then red glass for change colour), two resistors 560ω for limiting current to LEDs and rectifying bridge for LED illuminating passengers place. In right hand part is voltage limiter based on Zener diodes (3.9V marked 72) and two NPN transistors (marked as BR), one rectifying bridge and two PNP transistors (marked CG QX) on bottom side.
Pokud tedy oddělíme přívody napájení od sběračů a na jejich místo připojíme výstup z DCC dekodéru, můžeme zachovat původní omezovač napětí pro připojení motoru.
Všimněte si, že jsou vodiče k osvětlení značené jako fialový a zelený, to je proto, že používáme dvouvodičový systém. Přechod z třívodičového (modrá, žlutá a bílá) na dvouvodičový (vhodný pro dvoubarevné LED) je k nalezení na mnooha stránkách, například ZDE. Pro jistotu přikládám i schéma zapojení pro převod. Hodnota rezistorů R1 a R2 není nikterak kritická, já používám celkem velké hodnoty (kolem 1kω), jinak led nepříjemně září. Lze však použít hodnoty menší, už třeba 330ω (zde bych si pro jistotu ověřil teplotu odporů i LED). Naopak, pokud to technologicky zvládnete, tak je možné zmenšit hodnotu rezistorů na původní desce (původní značení [5600] znamená 560ω). Lze použít hodnoty až někam k 80ω. Ten, který je na následujícím obrázku "nahoře", ten ovlivňuje jas osvětlení prostoru pro cestující. Ten, který je na obrázku dole, ten ovlivňuje jas předních/zadních světel.
Na obrázku je také naznačeno, kam připojit šedý a oranžový vodič z dekodéru (připojení motoru). Ideální by bylo odpájet krátké "drátky", které se normálně dotýkají sběračů a vodiče od dekodéru připojit na jejich místo. To se mi však nedařilo, takže jsem je jen "uštípl a lehce zabrousil". Vodiče tak nejdou skrz desku, ale jsou jen na povrchu a je nutné je trochu zaizolovat (stačí přelepit páskou).
Přívody od sběračů (černá a červené) jsem připájel k měděným páskům v prostoru kloubu, aby nemusely bít moc dlouhé. Tady pozor, pracujte opatrně. Já jsem se při pájení dotkl plastové části a kloub jsem "slepil" tak, že se přestal otáčet. Také se podívejte, jestli jsou pásky napružené správně, aby se dotýkaly pásky od předního a od zadního podvozku a docházelo ke sběru ze všech náprav. 		Then once we will disconnect power inputs from pick ups; and when we will connect motor output from DCC decoder to those power inputs, we can keep original voltage limiters for motor connection.
Notice, that wires to lights are marked as violet and green. It is because it using two wires system. Transformation from three wires (blue, yellow and white) to two wire (especially used for two colour LEDs); it can be found on many web pages, for example HERE. To be sure I'm adding schematics for transform. Value of resistors R1 and R2 is not so critical, I'm using biggest values (about 1kω), otherwise LEDs shining unpleasant. But it is possible to use smallest value, for example starting at 330ω (for that small values check carefully temperature of LEDs and resistors). From the other hand once you are equipped by technology for change SMD resistors on original board (original marking [5600] mean 560ω), it is good to lower them. It is possible to use values starting at 80ω. The resistor on following in upper position affecting brightness in passenger part of car. The resistor in lower part affecting brightness of front/rear lights.
On the picture is also marked where orange and grey wire from decoder should be connected (motor connection). It seems like ideal to unsolder small "pins" usually connecting to pick ups, and solder wires instead of them. But I was not able to unsolder them, then I "cut and file" them. Wires are soldered next to those two pins. Then it is necessary to add some isolation to cover them (little tape is OK).
Wires from pick ups (red and black) can be soldered to cooper lines in joint hinge. Then they are not going through all car. Be careful and work with care. I was hit plastic part of tram during soldering and I was "glue" two parts of tram and it stop rotating. Also check, if both parts of cooper lines from front and rear chassis are connected, to have pick up from all four wheels.

Vlastní dekodér jsem del "na stojáka" do prostoru kloubu. Celkem dobře se tam vejde jak dekodér, tak odpory a rozdvojení vodičů (předpokládám, že každému došlo, že stejnou úpravu musíte udělat pro přední i zadní podvozek). Vodiče od dekodéru jsem pak vedl pod deskou interiéru.

Závěr

Závěrem bych řekl, že digitalizace tramvaje proběhla úspěšně. Tramvaj jezdí a nemá problémy s přehříváním. Trochu mrzuté je, že prostor pro cestující se rozsvítí vždy, když se rozsvítí přední/zadní světla a nelze ho rozsvěcet/zhasínat samostatně, ale to je jen drobná kosmetická vada. 		Decoder itself "standing" in place of joint hinge. It good fits inside together with two resistors and wire joints (I expect, you understand, that you have to modify front and rear chassis and you have to joint wires from all of them). Wires from decoder are routed under interior plate (seats).

Conclusion

I have to say, that turning of tram to DCC was successful. Tram running and have no problems with heating. It is little unpleasant, that passenger lights starting always when front or rear light is turned on and can not be controlled independent. But it is only small imperfection.