Sayısal hareket denetimi

Sayısal Hareket Denetimi (SHD) (Dijital Command Control - DCC) minyatür raylı taşımacılıkta trenleri işletmek için kullanılan yöntemdir. SHD kullanılması ile aynı raylar üzerinde hareket eden farklı trenler birbirinden bağımsız olarak denetlenebilir.

SHD ile ilgili protokoller National Model Railroad Association (NMRA) içinde yer alan Dijital Command Control çalışma grubu tarafından belirlenmiştir. NMRA "DCC" kısaltmasını ticari marka olarak tescillediğinden piyasada kullanılan Digital Command Control düzenekleri doğrudan NMRA DCC düzeneklerini tanımlamaktadır. Burada verilen bilgiler aşağıda verilen kaynaklardan ve Digital Command Control sayfasından derlenmiştir.

SHD denetim merkezi raylardan trenlere iletilen gerilimi değiştirerek (modulation) trenlere sayısal mesajlar gönderir. Uygulanan gerilim ile enerji ile birlikte sayısal mesajı da trenlere iletmiş olur. Raylardaki akım DA olmasına rağmen sayısal kodlama sonucu AA'ya dönüşür. Ancak gerçek AA olduğu gibi sinusoidal biçim taşımaz. Ana denetim birimi DC akımı da hızlı +/- uçlarda değişimler yaparak darbecik (pulse) dalga şeklinde kodlama yapar, her bir "+" ve "-" işaretli gerilim uygulama süresi sayısal kodlamayı sağlar. sayısal olarak "bir" kısa zaman aralığında (yarım devri (cycle) 58 µs ile) tanımlanırken sıfır daha uzun bir sürede (yarım devri 100 µs ile) tanımlanır.

Her bir lokomotifte bir sayısal sinyal çözücü (DCC Decoder) bulunur. Raylardan gelen gerilim doğrultucu yardımı ile düzeltildikten sonra trenin motoruna iletilir. Her sayısal çözücünün özgun bir numarası (adresi) vardır. Bu sayede farklı trenlere gönderilen mesajlardan kendisine gönderilen kısmı ayırt etmesi sağlanır ve trenler aynı ray üzerinde, ek bir kabloya gerek duyulmadan, birbirinden bağımsız olarak denetlenebilir. Sinyal çözücüler tren iç ve dış aydınlatma ışıklarını, duman üretecini veya ses üretecini de aynı yolla çalıştırabilir. Tum bu işlemler SHD ana birim ile uzaktan yapılabilir. Tren durakları ve makaslar üzerine de sabit sinyal çözücüler (stationary decoder) yerleştirilir ve benzer yolla denetimleri sağlanır.

SHD kullanılan raylarda sabit akim kullanan (analog) trenlerde kullanılabilir. Bu yöntem sıfır kaydırma (zero stretching) olarak bilinir. Sıfır darbeciğine ait olan yüksek (+) ya da düşük (-) değer kaydırılır ve yalnızca "+" veya "-" ortalama gerilim değeri elde edilerek trenin öne veya arkaya doğru hareketi sağlanır. Ancak bu işlem sonundaki AA dan DA çevirim tam olmayacağından DA motorlarda aşırı ısınma görülecektir. Bazı motor turleri (özellile cekirdeksiz motorlar) SHD sinyalinden zarar görebilir,

SHD ilk olarak (Lenz Elektronik GmbH, Almanya firmasının projesi için) iki Alman demiryolu üretici firması Märklin ve Arnold (models) tarafından 1980'lerde üretilmiştir. 1989'dan itibaren de Lenz tarafından üretilen aygıtlar pazarda yerlerini almaya başlamıştır.

Sayısal sinyal ile kontrol için kullanılan protokol raylardaki sinyalin seviyesini ve zamanlamasını tanımlar. Denetleme yapılacak birimler arası iletişimin içeriğini tanımlamadığından farklı firmaların ürettiği SHD aygıtları birbirleri ile uyumlu çalışmayabilir.

SHD'nin en büyük üstünlüğü aynı raylara üzerinde hareket eden tren veya yer alan birimlerin tek bir denetim aygıt aracılığı ile denetlenmesidir. Analog modellerde bu ancak demiryolunu bağımsız parçalara bölüp her birine ayrı bir kablo çekilmesi ile olanaklı olurdu. SHD ile trenlerin yavaşlaması hızlanması ve birbirlerine göre hız değiştirmeleri gerçek koşullara benzer olarak yapılabilmektedir.

2006 yılında Lenz, Kühn, Zimo ve Tams SHD'nin uzantısı üzerinde çalışmaya başladılar. Amaç trenlerden denetim merkezine geribildirim gönderilmesini sağlamaktı. Geribildirim kanalları trenin kapladığı kesim ve hızı denetim masasına iletiliyor bu şekilde farklı trenlerin birbirlerine göre konumları ve hızları düzenlenebiliyordu. Bu iletişim yolu railcome olarak tanımlanmış ve 2007'de standart hale gelmiştir.

Resimde kullanılan terimler ve çevirileri;

Simple DCC installation = basit SHD kurulumu

• Command station = komuta merkezi
• Switch decoder = makas için sinyal çözücü
• Decoder = ana sinyal çözücü
• Sound board= ses üreteci
• Advance DCC installation = gelişmiş SHD kurulumu
• voice messages= tren durağı anonsları
• Light decoder = aydınlatmalar için sinyal çözücü
• Smartphone decoder = akıllı telefonlar için sinyal çözücü
• Occupancy detector = geribildirim için kullanım bilgisi için belirleme
• Feeder = geribildirim bağlantı hattı
• Feedback bus = geribildirim ana hattı
• Remote control = uzaktan kumanda

Avrupa'da Selectrix NM sticinde kullanıma açılmıştır fakat Märklin Dijital aygıtı patent ile korunmaktadır. Birçok büyük üretici (Märklin, Roco, Hornby ve Bachmann), SHD pazarına girmiş ve diğer üreticiler ile (Lenz, dığıtrax, ESU, ZIMO, Kühn, Tams, North Coast Engineering (NCE), and CVP Products' EasyDCC, Sound Traxx, Lok Sound, and Train Control Systems) yarışmaktadır. Çoğu Selectrix merkezi birimi çoklu protokolu ya tam ya da kısmen desteklemektedir (örn. Rautenhaus, Stärz ve MTTM). İngiltere'de üretilen ilk SHD Zero 1'dir ve Hornby tarafından 1980'de üretilmiştir.

• List of network buses

Wikimedia Commons'ta Sayısal hareket denetimi ile ilgili ortam dosyaları bulunmaktadır.