Älypuhelinohjaus: BlueRail Trains, Bachmann E-Z App & Monocacy Trains

[LOK]

Tutustuin Yhdysvalloissa älypuhelimen Bluetooth-yhteyttä hyödyntävään pienoisrautatiekaluston ohjausjärjestelmään. Ohessa olisi laatimani reportaasi aiheesta. Bluetooth-ohjauksesta voi lukea lisää valmistajien kotisivuilta http://www.bachmanntrains.com/home-usa/ez-app.php ja http://bluerailtrains.com/. Kysymyksiä testissä olleesta Bluetooth-veturista voi lähettää myös allekirjoittaneelle.

- LOK

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Yhdysvaltalainen BlueRail Trains on kehittänyt järjestelmän, jolla pienoismallijunaa voidaan ohjata Bluetooth-yhteyden välityksellä tavallisesta Android- tai iPhone-älypuhelimesta. Älypuhelimesta sekä kalustoon sijoitetuista ohjainpiirilevyistä koostuva järjestelmä mahdollistaa useiden junien samanaikaisen hallinnan digitaalisen komento-ohjauksen (DCC) tavoin. Veturia voi ohjata valmistajan mukaan 100 jalan eli noin 30 metrin etäisyydeltä. Älypuhelimien lisäksi myös tietyt tablet-tietokoneet sopivat ohjaimiksi.

BlueRail-järjestelmän etuja DCC-järjestelmään nähden ovat matalampi hinta sekä aloittelijaystävällisyys. Järjestelmä on lisäksi liikennöintikelpoinen DCC-radoilla: Bluetooth- ja DCC-ohjatut junat eivät (teoriassa) häiritse toisiaan.

Amerikkalainen Bachmann Trains on kehittänyt BlueRail Trainsin järjestelmästä oman E-Z App -version, joka on yhteensopiva edellä mainitun järjestelmän kanssa. Bachmann tarjoaa H0-aloituspakkauksia, jotka sisältävät Bluetooth-ohjainpiirilevyllä varustetun veturin, muutaman vaunun, raidesoikion sekä kiskoille vakiojännitettä syöttävän muuntajan. Bachmannin E-Z App -vetureita voi ohjata joko älypuhelimella tai analogisesti ajomuuntajalla. Bluetooth-ohjattuja vetureita voi ostaa myös erikseen, tosin valikoima rajoittuu vain muutamiin amerikkalaisiin höyry- ja dieselvetureihin. BlueRail Trains myy ainoastaan piirilevypaketteja “DIY”-harrastajille.

Testasin Bluetooth-järjestelmää hankkimalla Bachmannin Blue Lightning - E-Z App™ Train Control -aloitussetin. Aloituspakkauksen tilasin Amazon-verkkokaupasta. Ennen tilausta varmistin, että nykyinen älypuhelimeni (Huawei Y6 Pro & Android 5.1) täytti järjestelmävaatimukset (vähintään Android 4.3 tai iOS8).

Kun aloituspakkaus saapui kotiini, asensin Bachmannin E-Z App-sovelluksen puhelimeeni Googlen Play Storesta. Tämän jälkeen sallin puhelimeni Bluetooth-yhteyden, käynnistin E-Z App -ohjainsovelluksen ja laitoin veturin kiskoille. Muutaman sekunnin kuluttua veturi ilmaantui ohjainohjelmistoon näkyville. Sitten vain liikkeelle kosketusnäytön kaasuvipua siirtämällä! Veturin äänet (moottorin käyntiäänet, merkinantolaitteet ym.) tulevat ohjaimena toimivasta älypuhelimesta: itse veturissa ei ole kaiutinta. Veturin asetuksista voi mm. säätää ääniä sekä junan kiihtyvyyttä/hidastuvuutta ja valita junan huippunopeuden (tavarajuna/matkustajajunakäyttö).

Bluetooth-veturi testiradalla.jpg

E-Z App -valikot.jpg

Aloituspakkauksen ratasoikion lisäksi olen ajanut Bluetooth-veturillani paikallisen pienoisrautatiekerhon DCC-radalla. Veturi kulki DCC-radalla hyvin ja se selviytyi jopa kerhon omaa DCC-kalustoa luotettavammin kerhoradan vaihteista. Ainoa ongelma kerhoradalla liikennöitäessä olivat hetkelliset oikosulut, joita kerhon omat DCC-veturit satunnaisesti tuottivat kerhoradan vaihteissa. Bluetooth-veturi pysähtyi oikosulun ilmetessä radalle ja vaati käyttäjää luomaan uuden Bluetooth-yhteyden veturiin ennen matkan jatkamista. Veturi ei kertaakaan karannut ohjauksesta: mikäli Bluetooth-yhteys syystä tai toisesta katkeaa, veturi pysähtyy ja jää odottamaan uutta Bluetooth-yhteyttä.

Bluetooth-veturi DCC-kerhoradalla.jpg

Bluetooth-ohjatun veturin voi halutessaan muokata akkukäyttöiseksi, jolloin veturia voi käyttää virroittamattomilla kiskoilla tai erityisen likaisilla kiskoilla. Virroittavilla kiskoilla liikkuessaan veturi voi ladata akkuaan ja pidentää näin toiminta-aikaansa virroittamattomilla kiskoilla. Tämä on DCC-kalustoon nähden suuri etu. (DCC-ohjauksessa kaikki komennot kulkevat kiskoja pitkin veturille, joten DCC-kalustoa ei voi ohjata virroittamattomilla kiskoilla.) Akkukäytöstä kiinnostuneet DIY-harrastajat voivat hankkia BlueRail Trainsiltä paketteja, jotka sisältävät ohjainpiirilevyn sekä akun johdotuksineen. BlueRail Trainsin ohjainpiirilevy on toistaiseksi varsin isokokoinen (28mm x 58,6mm), minkä johdosta järjestelmää ei voi käytännössä asentaa H0-mittakaavaa pienempiin vetureihin.

EDIT: tekstiä täsmennetty kommenttien ja kysymysten pohjalta.
EDIT 2: otsikkoa muokattu kuvaavammaksi.

[Jaahe]

Kiitos hyvästä ja todella mielenkiintoisesta jutusta!

Tämän kaltaiset systeemit ovat varmasti tulevaisuutta ja toivottavasti homma kehittyy eteenpäin. Toistaiseksi piirilevyn koko rajoittaa jonkin verran sovellusmahdollisuuksia suomikalustoon.

Yksi kysymys tuli heti mieleen:

Älypuhelimesta sekä kalustoon sijoitetuista ohjainpiirilevyistä koostuva järjestelmä mahdollistaa useiden junien samanaikaisen hallinnan digitaalisen komento-ohjauksen (DCC) tavoin.

Bachmann E-Z Appin valikkoja: Vasemmanpuoleinen kuvakaappaus esittää päävalikkoa, johon Bluetooth-kantaman sisällä olevat veturit listautuvat. Samasta älypuhelimesta voi ohjata useampaa veturia vuorotellen.

Ymmärsinkö siis oikein että, bluetoothille ominaisesti, systeemillä pystyy ohjaamaan vain yhtä veturia kerrallaan? Eli jos haluaa samanaikaisesti ajaa montaa junaa niin periaatteessa pitäisi olla jokaiselle piirilevylle oma bluetooth-yhteys?

-Jaahe

[magnuken]

Olen myös suunnitellut N mittakaavan DCC ratani muuttamista radio-ohjatuksi tavalla tai toisella. Ainakin seuraavat systeemit löytyvät:

1. Bluetooth Smart 4.0
-Valmistaja esim. Monocacy Trains http://monocacytrains.com/
-Iso kokoinen
-Ei moottorin akkuvarmennusta
-Älypuhelinohjaus

2. Wifi laitteet
-Valmistajia esim. Wifitrax http://www.wifitrax.com/ sekä LocoFi https://www.wifimodelrailroad.com/locofi-tm
-Iso kokoinen
-Löytyy myös malli akku(kondensaattori)varmennuksella
-Älypuhelinohjaus

3. Perinteelliset radio-ohjauslaitteet
-Valmistaja esim.Micron Radio Control http://www.micronradiocontrol.co.uk/
-Löytyy "N-skaalaan" sopivaa vastaanotinta
-Ei moottorin akkuvarmennusta
-Täysin valmistajakohtainen systeemi
-Ohjaus erillisella radiolaitteella

Eli toistaiseksi ei löydy kuin perinteellisiä radio-ohjauslaitteita joissa vastaanotin olisi "N-kokoa". Taidan vielä odottaa, että joko Bluetooth tai Wifi vehkeisiin tulee pieniä veturivastaanottimia.

Kaikkein mielelläni luopuisin täysin virrallisista kiskoista paitsi jostakin varikolla sijaitsevasta latauspätkästä. Mutta tässäkin N-skaala asettaa kovat rajoitteet siihen minkä kokoista akkua saa veturiin sopimaan!

Ps. Tuo Bluetooth Smart 4.0 sallii siis vaikka kuinka monta yhtäaikaista yhteyttä, eli voi käskyttää monia vetureita.

[LOK]

Kiitokset Jaahe yläpuolen palautteesta! Täsmensin artikkelin tekstiä kysymyksesi pohjalta.

Sekä BlueRail Trainsin älypuhelinsovellus että Bachmannin E-Z App sallivat useiden (jopa kymmenien) junien samanaikaisen hallinnan. Ohjattavaa veturia voi vaihtaa "lennosta" liukumalla älypuhelinsovelluksessa veturin ohjauspaneelista toiseen. Ei siis tarvitse pysäyttää junaa 1, jos samasta älypuhelimesta haluaa hetken ajaa junaa 2. (magnuken jo ehtikin mainita Bluetooth 4.0:n kyvystä kommunikoida useiden laitteiden kanssa samanaikaisesti.)

Vetureita voi myös niputtaa saman ohjauspaneelin alle, jolloin vetureiden moniajo on mahdollista samasta ohjauspaneelista. Omistan vasta yhden Bluetooth-veturin, joten en ole päässyt kokeilemaan moniajoa tai usean junan samanaikaista ohjausta samasta älypuhelimesta.

Ohjainohjelmiston voi halutessaan myös pyytää näyttämään kaikkien komennossa olevien vetureiden ohjauspaneelit samanaikaisesti, jolloin ohjauspaneeleja ei tarvitse selata tabletin tai älypuhelimen ruudulla. Kyseisen näkymän saa päälle E-Z App -sovelluksesta painamalla päävalikon "Multi-Train"-näppäintä.

magnukenin mainitseman Monocacy Trainsin Bluetooth-ohjainpiirit ovat 67 mm x 17mm x 5mm eli huomattavasti BlueRail Trainsin ohjainpiirejä kapeampia. Monocacy Trainsin kotisivuilta löytyy blogi, jossa kyseinen piirilevy on asennettu N-mittakaavan jenkkidieselveturiin: http://monocacytrains.com/2016/09/27/bachmann-n-scale/

Monocacy Trains ei myy akkupaketteja Bluetooth-piirilevyjensä kanssa, mutta yhtiön mukaan heidän tuotteensa sopivat myös akkukäytöön. N-mittakaavan akkupaketeista jouduttaneen totisesti vielä haaveilemaan useamman vuoden verran.

[LOK]

Bachmannin E-Z App -veturiin tyytyväisenä päätin kokeilla, kuinka sujuvasti tavallinen H0-veturi muuntuu älypuhelinohjattavaksi. Muutostyön yhteydessä halusin testata yhdysvaltalaisen Monocacy Trainsin Bluetooth-moduuleja ja ohjainsovellutusta. Vertailen tässä kirjoituksessa Monocacy Trainsin moduulia ketjussa aiemmin mainitun BlueRail Trainsin moduuliin. Kirjoituksen tiedot on koottu valmistajien kotisivuilta http://monocacytrains.com ja http://bluerailtrains.com. Seuraavassa kirjoituksessani kerron, kuinka asensin Monocacy Trainsin moduulin kapeanokkaiseen Bachmannin GP35-dieselveturiin.

- LOK

GP35 ja FT-A.jpg

Miten Monocacy Trains eroaa BlueRail Trainsistä?

Monocacy Trainsin piirilevy on kooltaan 67 x 17 x 5 mm ja Bluerail Trainsin piirilevy vastaavasti 58,6 x 28 x 5 millimetriä. Pienemmän koon ansiosta Monocacy Trainsin piirilevy on huomattavasti kilpailijaansa helpommin sovitettavissa kapeanokkaisiin H0-vetureihin. Monocacy Trainsin piirilevy istuu jopa tiettyihin N-mittakaavan vetureihin. Kilpailijasta poiketen Monocacy Trainsin Bluetooth-moduulit toimivat sekä tasa- (DC) että vaihtovirtaradoilla (AC). Kummankin valmistajan tuotteet ovat yhteensopivia DCC-radoilla. Monocacy Trainsin moduuleja voi kilpailijastaan poiketen hyödyntää myös vaihteiden Bluetooth-ohjaukseen: ohjainohjelmisto kysyy asennuksen jälkeen käyttäjältä, toimiiko moduuli vaihde- vai veturiohjaimena.

BlueRail Trainsin moduuli tarjoaa veturikäytössä kilpailijaansa runsaammin laajennusmahdollisuuksia: Välttämättömien syöttö- ja moottorijohtojen lisäksi BlueRail-piirilevyssä on erillinen kohtio mahdollisen akkupaketin johdotuksille, neljä erillisohjattavaa valojohdinta (yhteisellä paluujohdolla) sekä laajennuspistoke esim. veturiin asennettavaa kaiutinta varten. Tiiviin Bachmann-yhteistyön ansiosta moduuli on lisäksi yhteensopiva Bachmann E-Z App -ohjainsovelluksen kanssa. Monocacy Trainsin piirilevystä löytyy välttämättömien syöttö- ja moottorijohtimien lisäksi ainoastaan kaksi erillisohjattavaa on valojohtoa. Kummallekin valojohdolle on tosin oma paluujohto. Monocacy Trainsin tuotteet eivät ole yhteensopivia kilpailijoiden tuotteiden kanssa.

Bluetooth-moduulien ohjaamiseen tarvittavat älypuhelinsovellutukset ovat kummankin valmistajan tapauksessa vapaasti ladattavissa Googlen Play Storesta (Android) ja Applen App Storesta (iOs). Laitteistovaatimukset ja tuetut älypuhelimet/tabletit voi tarkastaa BlueRail Trainsin ja Monocacy Trainsin kotisivuilta. Ohjelmistot ovat toiminnoiltaan ja ulkonäöltään hyvin samankaltaisia kuin ylempänä esitelty Bachmann E-Z App.

Pikaisen testin perusteella jouduin toteamaan, ettei Monocacy Trains Appia ja Bachmannin E-Z Appia kannata käyttää samanaikaisesti samasta älypuhelimesta: ohjelmistot alkavat yhtäaikaisesti avattuna kilpailla puhelimen Bluetooth-yhteyden käytöstä, jolloin vetureiden toiminta muuttuu epäluotettavaksi. Veturit saattavat tällöin pysähtyä yllättäen - tai ampaista varoittamatta täyteen vauhtiin. Jos BlueRail Trainsin ja/tai Bachmann E-Z Appin moduuleilla varustettua kalustoa haluaa ajaa samanaikaisesti Monocacy-moduuleilla varustetun kaluston kanssa, on ohjaamiseen syytä käyttää kahta eri älypuhelinta.


Bluetooth-moduulien hinnoista ja saatavuuksista

Johtosarjalla varustetun Monocacy Trains -moduulin kappalehinta on vajaat 40 dollaria. BlueRail Trainsin moduuli johtosarjoineen oli hinnaltaan noin kaksinkertainen, tosin kyseisiä moduuleja ei ole tätä kirjoitettaessa enää kaupan (Yhtiö lanseeraa kesällä 2018 uuden version tuotteestaan). BlueRail Trains tarjoaa asiakkailleen lisäksi valmiilla akkupaketilla varustettuja moduuleja johdotuksineen. Mainitut hinnat eivät sisällä veroja ja toimituskuluja.

Monocacy Trains myy moduulejaan maailmanlaajuisesti verkkokaupassaan. Toimituskulut ulkomaille toimitettaessa olivat tätä kirjoitettaessa 15 dollaria ilman tullia/veroja. Maksun voi suorittaa verkkokaupassa mm. VISAn pankki/luottokortilla. Korttimaksun välittäjänä toimii PayPal. Maksamiseen ei kuitenkaan tarvitse luoda omaa PayPal-tiliä. BlueRail Trains ei toistaiseksi toimita tilauksia Pohjois-Amerikan ulkopuolelle, mutta yhtiö on luvannut laajentaa jälleenmyyntiverkkoa ulkomaille lähitulevaisuudessa.

[mattih]

Bluetooth ehkä toimii jotenkin, mutta minusta siinä on hieman liikaa rajoitteita. Itse suosisin mielummin WLAN-yhteyksiä veturin ja controllerin välillä, yhteydet olisivat paljon luotettavammat ja olisi monipuolisemmat mahdollisuudet erilaisiin käyttötarkoituksiin.

Itse halusin rakentaa kameraveturin, joten asensin Huruni sisään Raspberry Pi Zero W-kortin, jossa yhdellä 65mm × 30mm kortilla (Tosin USB- ja Micro-HDMI-liittimet pullistavat reilun millin yli luvattujen mittojen) on lähes kaikki tarvittava: 1 core 1 GHz CPU, 512 MB muistia, USB- ja Micro-HDMI-liitäntä, Micro-SD-korttipaikka, 40 pinniä GPIO:ta, WLAN- ja Bluetooth-antennit jne, sekä CSI-liitäntä kameralle.


Mulla on siis Hurussani Linux käyttiksenä, ja 16 Gigan SD-kortille mahtuu jopa täysi Desktop-ympäristö, tallennustilaa jää muuhunkin enemmän kuin tarpeeksi.
Itse Raspberry Pi Zero W maksoi 11$, pieni kameramoduuli 13$, SD-kortti ~10 Euroa.

Kamerakäytössäni kyseinen kortti vaatii 5V syötöllä noin 200 mA syötön kortille koko ajan. Koska tarkotus on ajaa veturia DCC-radalla, tarvitsee Zeron saama virta ensin laskea DCC-jänniteestä joko 5V tai 3,3V syöttöön. Lisäksi kortti tarvitsee jatkuvan syötön, virran katketessa edes hetkellisesti kortti boottaa, jolloin kestää reilun 30 sekuntia ennenkuin käyttis on taas käytössä. Tämän vuoksi tarvitsin veturiin myös akun.
Mulla sattui olemaan miljoonalaatikossa sattumalta juuri oikean kokoinen 2400mAh LiPo-akku, joten pistin sen veturiin. DCC-syötöstä pudotan jännitteen ensin 5 volttiin stepdown-voltageregulaattorin avulla, jonka kautta lataan akkua 5v UBS-syötölle tarkoitetun laturin kautta, joka lataa akkua tarpeen mukaan, ja jossa on myös ylilataus- ja ylivirtasuoja. Laturilta lähtee 3,7V syöttö, jonka ensin tyhmänä kytkin suoraan Zeron 3,3V syöttöön. Tämä toimi ensimmäisen muutaman tunnin verran, jonka jälkeen piirillä ollut oma regulaattori ylikuumeni, ja se kortti kuoli siihen. Onneksi tilasin niitä 4 kpl (Tarkoitus oli tehdä ehkä vielä toinenkin kameraveturi, sekä yksi toinenkin projekti josta en vielä kerro)
Tästä viisastuneena akkulaturin ja Zeron väliin lisäsin vielä erillisen 3,3V jänniteregulaattorin, ja askartelin kortille jäähdytyksen johtaen lämmön ainenkin massiviseen messinkirunkoon, ehkä lisään vielä erillisen lisäjäähdytyksen CPU:n ja regulaattorin päälle, se ei vielä ole tehtynä.
Veturi lataa akkua aina 5V 500mA virralla aina kun akkua tarvii ladata, ja kun kiskoissa on 6,5 - 30 V jännite (30V maksimisyöttö mun stepdown-jänniteregulaattorille).

Kun mulla oli projekti jo näin pitkällä, ajattelin että näillä GPIO-pinneillä ja akulla voisin ajaa myös veturia. Testailin tätä myös hieman jo, ihan vaan tutkiakseni kuinka helppoa tämä olisi, mutta en kyllä jaksanut paljoa tähän edes käyttää aikaa.
Testissäni ohjasin Rocon 12v moottoria suoraan Zeron GPIO-pinnin kautta, Zeron DA-muuntimen (PWM) avulla. Moottorin toinen napa oli kiinni 3,3V syötössä, toine napa maadoitti GPIO-pinnin kautta.
Testikäytössäni oli vaan yksinkertainen tekstipohjoinen käyttöliittymä, jota SSH:n kautta käskytin. Ohjaus toimi sinänsä hyvin, veturi liikkuu kyllä akun voimalla ilman syöttöä kiskoista. Mutta näin yksinkertaisessa kytkennässähän ei ollut mahdollista edes vaihtaa moottorin pyörimissuuntaa. Jos tätä haluaisi kehittää edelleen, kannattaisi ehkä harkita jotain sopivaa 5v moottoria, ja eriyttää moottorin virransyöttö erillisen piirin taakse.
Itselläni ei tosin ole tällä hetkellä ajatusta leikkiä moottorin ohjauksella akulla, koska mulla on liikaa muita projekteja jotka kiinnostaa nyt enemmän, ja koska ajan vetureitani kuitenkin DCC:llä.

Hmm, hairahdin nyt hieman alkuperäisestä aiheestani, WLAN:in monipuolisuudesta Bluetoothiin verrattuna. Tästä esimerkkinä voitaneen esim mainita, että ensin kameraveturilla oli hieman ongelmia saada (liki)reaaliaikaista kuvaa Raspberry Zeroon kytketyltä kameralta tietokoneelle. Kokeilin monia eri tapoja siirtää videokuva kameralta tietokoneelleni suorana feedinä, mutta näissä oli erilaisia ongelmia: Huono kuvanlaatu, pätkimistä kuvassa, 1080p FullHD:käytössä alkoi loppumaan CPU ajoittain, 3-4 sekunnin viiveitä kuvassa. Lopulta sain kuvayhteyden toimimaan tarpeeksi hyvin 720p resoluutiolla, lukiessani ffmpegillä kuvan kameralta, ja välittämällä sen netcatilla UDP-paketteina PC:lle. Viive ehkä noin 0,2 sec luokkaa, jonka kanssa pystyn elämään Tämän ohella voin käyttää Hurussani pyörivää linuxia ssh:lla ja vaikkapa siellä pyörivää X-käyttöliittymää VNC:n yli - onnea yritykseen sinihampaan yli!
Tietty videokuvan lähettäminen on hieman eri asia kuin ohjaussignaalin lähettäminen, mutta silti pidän WLANia hieman bluetoothia parempana. Varsinkin kun viimeaikoina WLAN-palikat ovat huomattavasti pienentyneet ja halventuneet

-MattiH.

[HannuPeltola]

Kiitoksia erittäin mielenkiintoisesta katsauksesta bluetooth-ohjaukseen! Olen tätä kehitystä pitänyt silmällä puolipassiivisesti, mutta vielä olen päätynyt siihen, että se ei sovellu omaan käyttöön.

[LOK]

Ohessa olisi kertomus Bluetooth-moduulin asentamisesta. Kyseessä oli ensimmäinen kerta, kun tein muutoksia pienoismalliveturin elektroniikkaan: kirjoitin tämän vuoksi kertomukseeni huomautuksia, jotka tekisin seuraavalla asennuskerralla toisin. Elektroniikan juottamiseen vihkiytyneiltä harrastajilta kuulisin mieluusti kommentteja ja kehitysehdotuksia työtapojeni parantamiseksi. Juotostöissä käytin Juottamisesta aloitteleville mallinrakentajille -ketjun välineitä. Aikaa muutostyön toteutus vei vajaat kolme tuntia.

- LOK

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Monocacy Trains -moduulin testialustaksi hankin Bachmannin valmistaman H0-mittakaavan DCC-veturin yhdysvaltalaisesta Trainworld.com-verkkokaupasta. Veturiin asennettu DCC-dekooderi on tässä tapauksessa tarpeeton lisävaruste, joka joudutaan poistamaan veturista. Veturissa on ledein toteutetut ylävalonheittimet DCC-piirilevyyn juotettuna. Hyödynsin alkuperäiset ledit veturini muutostyössä.

Asennettava Bluetooth-moduuli syöttää valojen johtimille ratajännitettä, minkä vuoksi hankin Monocacy Trainsin suositusten mukaisesti kaksi 1000 ohmin (1 kΩ) vastusta ledien suojaamiseksi. (Ledeille oli DCC-dekooderissa vastukset piirilevyyn juotettuna, mutta en halunnut tuhota toimivaa dekooderia.) Vastuksia, valkoisia ledejä sekä muita veturin sähköistykseen sopivia komponentteja voi tilata Suomessa esim. SP-Elektroniikalta. Etuvastuksen mitoituksesta ja ledien kytkemisestä voi lukea tarkemmin esim. Kari Huhtaman harraste-elektroniikkasivuilta.

HUOM! DCC-dekooderit ja Bluetooth-moduulit ovat herkkiä hankaussähköstä aiheutuville virtapiikeille. Vältä asennustyön aikana vaatteita, jotka tuottavat hankaussähköä. Ennen piirilevyihin koskemista pura hankaussähkö koskettamalla esim. metallista pöydänjalkaa tai vesijohtoa.

Bluetooth-moduulin asennus aloitetaan irrottamalla veturin koppa rungosta. Kopan irrotusohjeet löytyvät tavallisesti valmistajan kotisivuilta tai veturin mukana tulleista ohjeista. Omassa veturissani oli kahdella ristipääruuvilla kiinnitetty musta "pohjapanssari", jonka alla sijaitsivat varsinaiset kopan kiinnitysruuvit (2 kpl, ristipää). Tuin veturin purkamisen ajaksi ylösalaisin vaahtomuoviseen telineeseen, jotta kopan herkät detaljit eivät vahingoittuisi irrotustyön yhteydessä (kuva alla). Ruuvien irrotuksen jälkeen rungon sai nostettua teleineen pois kopasta.

Kopan irrotus.jpg

Kopan irrotuksen jälkeen perehdyin veturini alkuperäisiin johdotuksiin. Yhdysvaltalaiset pienoisrautatievalmistajat näyttäisivät käyttävän yhteisiä värikoodeja johdotuksissa, minkä ansiosta johtosarjan kytkentä veturiini oli helppoa: Punaiset ja mustat johdot syöttävät virtaa pyörien virroitinliuskoilta veturin DCC-dekooderille/Bluetooth-moduulille. Omassa veturissani kumpikin teli virroittaa, joten mustia ja punaisia johtoja on kaksi paria. Harmaa ja oranssi johto syöttävät puolestaan virtaa DCC-dekooderilta/Bluetooth-moduulilta veturin moottorille. DCC-piirilevyn päätyihin juotettujen ledien plus- ja miinusnavat oli merkitty kätevästi veturini DCC-piirilevyyn. Tarvitsin kyseistä tietoa myöhemmin. Alla kuva avatusta veturista ennen alkuperäisten sähkökytkentöjen purkamista.

Veturi ilman koppaa.jpg

DCC-dekooderi oli tässä pienoismallissa kytketty veturin sähköjohtoihin alapuolen kuvassa näkyvillä metallisilla klipseillä. Johtojen irrotus kävi vaivattomasti työntämällä klipsit paikoiltaan pienellä lattapääruuvimeisselillä. Itse DCC-piirilevy oli kiinnitetty runkoon kahdella ristipääruuvilla.

Veturissani on useimpien kaupallisten valmismallien tavoin häiriönpoiston komponentit valmiiksi moottoriin juotettuna. Asennettava Bluetooth-moduulini on täten turvassa sähkömoottorin tuottamilta virtapiikeiltä ja radiotaajuisilta häiriöiltä. Kiitokset jäsen ealabille häiriönpoistoa koskevasta opastuksesta!

DCC-dekooderin klipsien irrotus.jpg

Katkaisin Bluetooth-moduulin johtosarjan punaisesta ja mustasta syöttöjohdosta lyhyet pätkät etu- ja takatelin johtojen yhdistämiseksi (alapuolen kuva). Johtosarjan muista johdoista olisi voinut myös katkoa ylimääräisen johtopituuden pois, mutta en nähnyt tässä tapauksessa toimenpiteestä suurta hyötyä: ylimääräiselle johtopituudelle riitti tilaa kopan sisällä. Johtoliitosten eristykseen käytin kutisteletkua, joka eristämisen ohella tukee liitoksia. Olen alapuolen kuvassa ujuttanut kutisteletkun pätkät valmiusasemiin takapään telin johdoille.

Juotostöissä käytin apuna hauenleuoilla varustettua juotostelinettä. Haenleuat puristivat hentoja johtoja tosin niin tiukasti, että johtojen kuoriin tuli pieniä nirhaumia. Ensi kerralla laitan hauenleukojen ja ohuiden johtojen väliin vaikka kartonkia pehmikkeeksi. Kylmäjuotosten välttämiseksi testasin jokaisen juotossauman yleismittarilla ennen sauman eristämistä.

Johtojen valmistelu juotoksia varten.jpg

Johtojen juottaminen.jpg

Moottori- ja syöttöjohtojen kiinnittämisen jälkeen liitin Bluetooth-moduulin johtosarjaan (kuva alla). Veturi oli tämän jälkeen valmis ensimmäiseen koeajoon. Ensimmäisellä käyttökerralla Monocacy Trains App kysyy Bluetooth-moduulin käyttötarkoituksen (veturi/vaihdekäyttö) sekä käyttöönotettujen valojohtojen lukumäärän (0, 1 tai 2 – koeajossa 0). Tietoja voi myöhemmin muuttaa sovellutuksen asetuksista. Olen koonnut tämän viestin loppuun kuvakaappauksia ohjainsovelluksesta.

Veturi koeajovalmiina.jpg

Onnistuneen koeajon jälkeen merkitsin DCC-piirilevyyn juotettujen ledien miinusnavat (katodit) teipillä (alapuolen kuvan kohta 1). Irrotin ledit piirilevyn pinnasta pienillä pihdeillä. Veturin lyhyen pään ledi on tehtaalla suojattu mustalla muoviletkun palalla, joka estää valon kajastuksen ohjaamotilaan.

Ledien irrotuksen jälkeen juotin ledien katodeille etuvastukset (kohta 2). Ledin ja vastuksen välisen sauman eristin vastuksen päälle ylettävällä kutisteletkun pätkällä. Itse vastukset olisi jälkikäteen pohdittuna kannattanut kuitenkin jättää paljaiksi, jotta vastusten tuottama lämpö poistuisi tehokkaammin. Lopuksi kiinnitin ledin ja vastuksen muodostamat paketit Bluetooth-johtosarjaan (kohta 3) juottamalla. Moduulin kytkentäkaavio on nähtävillä oheisesta linkistä: https://web.archive.org/web/20160826060 ... am.001.png

Valojen asennuksen jälkeen testasin veturia radalla. Säädin samalla ohjainsovelluksen asetuksista valot syttymään ja sammumaan veturin liikesuunnan mukaisesti.

Ledien asennusvaiheet.jpg

Onnistuneen koeajon päätteeksi teippasin ledit veturin runkoon alkuperäisille paikoilleen. Kiinnitin myös Bluetooth-piirin kahdella teippisuikaleella runkoon, sillä Monocacy Trainsin piirilevyssä ei ole reikiä ruuveille. Paketoin myös sähköjohdot piirilevyn päälle teippisuikaleilla. Asennustyön päätteeksi ruuvasin veturin kopan paikoilleen. Alla kuva koppaa vaille valmiista veturista sekä veturista suorittamassa koeajoa OMRAn DCC-kerhoradalla. Lopuksi vielä muutama kuvakaappaus Monocacy Trains Appistä muutostyön eri työvaiheiden ajalta.

Bluetooth-piirilevy ja valot veturin runkoon asennettuna.jpg

Koeajolla.jpg

Monocacy Trains App.jpg

[LOK]

BlueRail Trainsin työntekijä näyttää oheisella Youtube-videolla, kuinka Bluetooth-veturit saa muunnettua helposti äänillä varustetuiksi vetureiksi: Hän piilottaa veturin perässä olevaan katettuun tavaravaunuun 10 dollarin Bluetooth-kaiuttimen. Bluetooth-kaiutin asetetaan toistamaan älypuhelimen äänet, jolloin veturin ohjainsovelluksen tuottamat moottoriäänet ja äänisignaalit kuuluvat vaunun kaiuttimesta älypuhelimen oman kaiuttimen sijaan. Bluetooth-kaiutin ja veturin ohjainsovellus eivät häiritse toistensa toimintaa. Vastaava Bluetooth-kaiutin mahtuisi todennäköisesti hyvin helposti esim. suomalaisen H0-Dr12-veturin sisuksiin.

Linkki englanninkieliseen videoon: https://youtu.be/lB4HT-_9jFQ

Videolla esitetyn muunnoksen huono puoli on, että kaiuttimen akku pitää säännöllisin väliajoin ladata. Bluetooth-kaiutin kannattanee muokata ratajännitettä hyödyntäväksi, jolloin kaiutinta ei tarvitse poistaa latausta varten veturista/vaunusta.

[LOK]

Bluetooth-vetureilleni on kertynyt nyt mukavasti ajoiltoja paikallisella DCC-kerhoradalla sekä kotini testiradalla. Ajattelin tähän kohtaan kirjoittaa vertailun eri Bluetooth-järjestelmillä toimivista vetureistani. Vertailen tässä kirjoituksessa ketjun aloitusviestissä esiteltyä Bachmann E-Z App -ohjainsovellusta Monocacy Trains App -ohjainohjelmistoon. Kirjoituksen lopussa olisi vielä tiivistetysti yleistä pohdintaa Bluetooth-ohjauksen eduista.


Keskeiset erot: valojen ohjaus, hidasajon helppous & äänet

Bachmannin E-Z App on teknisesti viimeistellympi kuin Monocacy Trains App. E-Z Appista löytyy erillinen valopainike, josta FT-A-veturini keulavalon saa syttymään ja sammumaan itsenäisesti. Monocacy Trains Appissa ei sitä vastoin ole erillistä valojen ohjauspainiketta: kun veturi pysähtyy, sammuvat myös veturin valot. Tämä puute on kuitenkin helposti kierrettävissä: Jos veturin kaasuvivun jättää pysäytettäessä arvoon 1, veturi pysähtyy, mutta ajosuunnan valot jäävät päälle. Sama kikka toimii myös päinvastaiseen suuntaan ajettaessa.

Ajovalojen erillisohjauksen lisäksi vetureiden ohjaaminen on Bachmann E-Z Appissä kilpailijaansa tarkempaa: E-Z Appissä sormea voi pitää koko ajan kaasuvivulla, ja veturi vastaa pieniinkin kaasuvivun asennon muutoksiin välittömästi. Tämä on erittäin mukava ominaisuus erityisesti vaihtotyötä tehtäessä, kun veturin nopeutta voi säätää hitaasti kaasuvipua liu'uttamalla. Monocacy Trains Appissä tieto kaasuvivun asennosta välittyy veturiin vasta, kun kuljettaja nostaa sormensa pois vivulta. Nopeuden säätö on Monocacy Trains Appissa siis pykäläistä, mutta inertia-asetuksia säätämällä pykäläisyys saadaan häivytettyä. Monocacy Trains Appin käskyttämä GP35 on tästä johtuen huomattavasti haastavampi vaihtotyöveturi kuin E-Z Appin ohjastama FT-A, vaikka tosielämässä tilanne oli toinen!

Bachmannin E-Z App on suunniteltu toimimaan siten, että älypuhelimella voi ajon aikana käyttää myös muita älypuhelinsovelluksia. Ajamisen yhteydessä älypuhelimella voi siis esim. ottaa valokuvia tai käyttää sekuntikelloa. Veturi jatkaa tällöin liikettä radalla viimeisimpien käskyjen mukaisesti. Veturiäänet toistuvat puhelimesta myös silloin, kun E-Z App on taustalla.

Monocacy Trains App on kilpailijastaan poiketen suunniteltu pysäyttämään veturi, jos kuljettaja jättää ohjainsovellutuksen taustalle 30 sekuntia pidemmäksi ajaksi. Ohjelmistoon on siis suunniteltu eräänlainen kuolleen miehen kytkin, jolla estetään kaluston liikenne ilman aktiivista valvontaa. 30 sekunnin aikaikkuna on kuitenkin riittävän pitkä, jotta ohjaimena toimivalla puhelimella voi junaa pysäyttämättä ottaa esim. valokuvia. Ohjainohjelmisto menee mykäksi, jos puhelimella käyttää jotain muuta sovellutusta. Äänet saa takaisin kuuluviin kaasuvipua koskettamalla.

Monocacy Trainsin dieselveturiäänet eivät kuulosta hyviltä ainakaan omassa älypuhelimessani: ajan tästä syystä GP35:llä useimmiten ilman ääniä. Myös merkinantolaitteiden painikkeet toimivat Monocacy Trains Appissa tahmeammin kuin Bachmannin E-Z Appissa. Äänimaailman lisäksi myös visuaalinen ilme on tyylikkäämpi E-Z Appissa. Monocacy Trains Appissa ohjattavan veturin nimen yhteyteen voi tosin liittää kuvan veturista, jolloin veturin tunnistaminen on helpompaa.


Reaktiot Bluetooth-yhteyden katkeamiseen

Kumpikin ohjainohjelmisto on toiminut erittäin luotettavasti käytössäni: Veturit eivät ole yhtä aiemmin mainittua testiä lukuunottamatta karanneet ohjauksestani. Bluetooth-ohjaus ei selvästikään lisää raideliikenneonnettomuuksien riskiä perinteisempiin pienoisrautatien ohjausmenetelmiin verrattuna.

Itseäni kiinnosti kuitenkin tietää, kuinka veturit käyttäytyvät karatessaan ohjauksesta. Karkaamisen aikaansaamiseksi laitoin Bluetooth-veturit liikkumaan yksinään raidesoikiolle, jonka jälkeen katkaisin yllättäen puhelimeni Bluetooth-yhteyden. Tämä vastannee aika hyvin esim. tilannetta, jossa Bluetooth-veturi joutuisi liian kauas ohjaavasta älypuhelimesta (etäisyys yli 30 m).

Bachmannin E-Z App -veturini sammutti Bluetooth-yhteyden katkeamisen yhteydessä valonsa, mutta jatkoi matkaansa viimeisimmällä asetetulla nopeudella. Veturissa ei tuntunut olevan minkäänlaista kuolleen miehen kytkintä Bluetooth-yhteyden katkeamisen varalle. Pelkkä Bluetooth-yhteyden palauttaminen ei tuonut veturia uudelleen komentooni – edes hätäpysäytyspainike ei saanut veturia pysähtymään. Jotta veturin sai takaisin hallintaan, piti sovelluksen päävalikosta luoda uusi yhteys veturiin. Tämän jälkeen veturin valopainiketta piti painaa useita kertoja peräkkäin, jotta veturi alkoi taas vastaanottaa komentoja. Vasta tämän jälkeen kaasuvivun pudottaminen nollaan sai veturin pysähtymään. (Valopainikkeen klikkailu on E-Z Appissa tarpeen myös tilanteissa, joissa veturi pysähtyy kiskoille virtakatkon johdosta: veturi ilmeisesti todentaa uuden E-Z App -yhteyden valopainikkeesta. )

Monocacy Trains App -ohjattu GP35 jatkoi Bluetooth-yhteyden katkaisun jälkeen matkaansa viimeisimmällä asetetulla nopeudella. Bluetooth-yhteyden palauttaminen ei tässäkään tapauksessa tuonut veturia takaisin hallintaani. Monocacy Trains Appin kuolleen miehen kahva kuitenkin pysäytti veturin itsestään 30 sekunnin kuluttua ohjauksen menettämisestä. Monocacy Trains App oli sen verran hidas luomaan uutta yhteyttä veturiin, etten kyennyt testaamaan muita vaihtoehtoja veturin pysäyttämiseksi: veturi pysähtyi lopulta aina itsestään 30 sekunnin kuluttua vikatilanteen ilmaantumisesta.


Loppuyhteenveto

Bachmann E-Z App on ominaisuuksiltaan Monocacy Trains Appia hiotumpi ja viimeistellympi: E-Z App päihittää kilpailijansa äänien laadussa, veturin valojen ohjaamisessa sekä hidasajo-ominaisuuksissa. Monocacy Trains Appin kuolleen miehen kahva on mukava lisä ongelmatapauksissa, mutta liikennöinnin aikana se rajoittaa muiden älypuhelinsovellusten käyttöä. 30 sekunnin viiveellä ehtii tosin useimmilla kotiradoilla jo ajamaan esim. päätepuskimeen tai toisen junan perään...

Monocacy Trains kilpailee Bachmann/Blue Rail Trainsin allianssia vastaan ensisijaisesti matalammalla hinnalla sekä paremmalla Bluetooth-piirilevyjensä saatavuudella. Pienillä ohjelmistopäivityksillä Monocacy Trains kirisi laatueron nopeasti umpeen. On toki hyvä muistaa, ettei Bachmann myy Bluetooth-ohjainpiirilevyjä irtotavarana: piirilevyjen irtomyynti tapahtuu BlueRail Trainsin kautta. Blue Rail Trains tarjoaa myös omaa ohjainsovellutusta, joka poikennee jonkin verran Bachmannin valmismalleille suunnitellusta E-Z Appista.

Yleisesti ottaen olen ollut tyytyväinen kumpaankin Bluetooth-veturiini. Älypuhelimien sovelluskaupoista ilmaiseksi ladattavat ohjainohjelmistot ovat erittäin helppokäyttöisiä, eikä junilla ajamiseen tarvita Bluetooth-veturin sekä jännitteellisen raidesoikion lisäksi muita hankintoja. Rataa ei myöskään tarvitse analogiohjauksen tavoin pilkkoa toisistaan eristettyihin virtapiireihin, jotta useamman junan itsenäinen ajaminen olisi mahdollista. Raiteisiin voi näin kehitellä vapaammin raidevirtapiirejä esim. tasoristeyksen tai suojastusopastimien automaattista toimintaa varten. Bluetooth-veturit ovat myös suhteellisen helposti muunnettavissa akkukäyttöisiksi, jolloin riippuvuus kiskoista saatavasta sähköstä poistuu. Bluetooth-kalusto kulkee lisäksi DCC- ja analogiradoilla, minkä ansiosta järjestelmää voi käyttää rinnan vanhemman teknologian kanssa. Ominaisuuksien kirjossa Bluetooth-ohjaus ei toistaiseksi yllä samalle tasolle kuin parhaimmat komento-ohjausjärjestelmät, mutta erot supistunevat tulevien vuosien aikana.

- LOK

P.S. Kyllä tuo mattih:n ylempänä mainitsema WiFi-ohjauskin meikäläiselle sopisi, kunhan ei tarvitsisi itse kehittää ohjausohjelmistoa älypuhelimelle. Kun veturin ohjaus tapahtuu älypuhelimesta, voi veturilla helposti vierailla esim. muiden harrastajien kotiradoilla. Toistaiseksi valintani on siis Plug & Play -tyyppinen Bluetooth.