Innostuin suomalaisten tavaravaunujen rakentelun lomassa kokeilemaan, kuinka helposti uuden opastinjärjestelmän mukainen opastin rakentuu H0-mittakaavaan. Ensimmäiseksi mallailukohteeksi valitsin opastimista yksinkertaisimman eli 2-valoisen pääopastimen. Kokeilun lopputuloksena syntyi helposti koottava, edullinen sekä varsin näyttävä H0-opastin, jonka pohjalta on mahdollista kehitellä myös esiopastimen sekä 3-valoisen pääopastimen pienoismallit.
Ohessa kuvia ja selostusta rakenteluprojektini eri vaiheilta muille aiheesta kiinnostuneille. Opastin on rakennettu messinkiputkesta, ledeistä, käämilangasta sekä itse suunnittelemistani 3D-tulosteista. Ledien suojaus sekä kirkkauden säätö on toteutettu parilla vastuksella.
- LOK
Opastimien mittatiedoista
Opastintaulujen mitat ovat saatavilla Rautatieviraston julkaisusta Turvalaitteet rautatiejärjestelmässä (julk. 2008). Julkaisu on vapaasti luettavissa Trafin arkistossa (Archive.org-tallennus) https://web.archive.org/web/20200328180 ... 1-2008.pdf. Opastintauluja on useita eri kokoja jopa kaksivaloisen pääopastimen suhteen. Olen käyttänyt omassa opastimessani 2-valoisen opastintaulun maksimimittoja.
Opastinmastojen mittatiedot löytyvät Ratahallintokeskuksen julkaisusta Ratatekniset määräykset ja ohjeet 6 – turvalaitteet (julk. 1998). Kyseinen julkaisu on saatavilla Docplayerista: https://docplayer.fi/68252876-Ratatekni ... hjeet.html.
Opastinmaston tikkaiden ja opastintaulun takana olevan turvakehikon mitat on arvioitava esikuvia tutkimalla. Opastinta mallintaessa kannattaa huomioida, että opastinmastojen tikkaiden sekä turvakehikon rakenteisiin on tehty muutoksia ajan saatossa. Lisäksi joitakin vanhan opastinjärjestelmän mukaisia opastimia on päivitetty uuden opastinjärjestelmän opastimiksi pelkän opastintaulun vaihdolla. Eroavaisuuksia voi tutkia esim. Vaunut.orgin valokuvahaulla.
Opastinmaston ja -taulun valmistus
Piirsin pääopastimesta FreeCADilla 3D-mallin (kuva 2) yläpuolen lähteiden sekä esikuvasta ottamieni valokuvien perusteella. Alkuperäisenä ajatuksenani oli 3D-tulostaa opastinmasto tikkaineen ja opastintaulun kiinnityskehyksineen yhtenä osana, jotta välttyisin pikkuosien liimailulta. Maston alaosassa on pari senttimetriä ylimääräistä pituutta, joka upotetaan ratapenkassa olevaan poteroon opastinta asennettaessa. Mustaksi maalattavan opastintaulun ja taulun takana olevan turvakehikon tulostin erillisinä osina, jotta ledien sekä johtimien asentaminen malliin olisi mahdollisimman helppoa.
Opastinmaston 3D-tulostaminen ei kuitenkaan onnistunut toisessa viestiketjussa mainitsemallani Moai-tulostimella: Pitkä ja ohut masto tulostui Moailla käyräksi enkä saanut sitä suoraksi lämpökäsittelynkään avulla. Korvasin tästä syystä 3D-tulostetun maston messinkineliöputkella (leveys 2,40 mm ja sisämitta 1,6 mm), jonka sahasin oikeaan mittaan pienellä rautasahalla. Messinkineliöputkea ostin helsinkiläisestä Mallikaupasta.
Irrotin viallisesta mastosta tikkaat sekä opastintaulun asennuskehikon messinkineliöputkelle luovutettavaksi. Irrotukseen käytin askarteluveistä ja timanttiviilaa. Tikkaat lohkesivat viallisesta mastosta suhteellisen siististi kahtena osana. Maalausta odottavat opastimen osat on esitetty alapuolen kuvassa 3.
Maalasin opastimen messinkimaston Mastonin harmaalla spraypohjamaalilla numero 518. Käytin samaa maalia myös opastintaulun kehyksen sekä turvakehikon maalaukseen. Osien tuenta maalausvaiheiden aikana selviää kuvasta 4. Osien kuivuttua muutaman vuorokauden verran hioin osista pienet epätasaisuudet pois kuivalla vesihiomapaperilla (karkeus 1500) ja kiinnitin pohjamaalaamattomat tikkaat mastoon Erikeeper-liimalla. Liimauksen kuivuttua vuorokauden verran pintamaalasin harmaat osat uudelleen Maston 518 -maalilla. Pintamaalauksen jälkeen annoin osien kuivahtaa 20 minuutin ajan, jonka perään lakkasin osat kevyesti Mastonin spraymattalakalla numero 331.
Opastintaulun pohjamaalasin Mastonin mustalla spraypohjamaalilla numero 520. Opastintaulun tuenta maalausalustaan on esitetty kuvassa 4. Viikon kuivumisen jälkeen maalasin opastintaulun takapinnan samaisella maalilla. Takapinnan kuivuttua (7 vrk) siloitin opastintaulun etupinnan kuivalla vesihiomapaperilla (karkeus 1500) ja pintamaalasin osan etupinnan Maston 520 -maalilla.
Viikon kuivumisen jälkeen opastintaulu oli valmis valkoisen reunakehyksen maalaukseen. Käytin reunakehyksen maalaukseen kokeiluluontoisesti valkoista korjauskynää, jolla normaalisti peitetään virheellisiä mustekynämerkintöjä paperista. Kuulakärkisellä korjauskynällä esiintyi ongelmia väriaineen levityksessä, sillä kuula ei saanut sileästä maalipinnasta riittävästi pyörimiseen vaadittavaa kitkaa. Vaivalloisen kynäilyn jälkeen onnistuin kuitenkin piirtämään opastintaululle valkoiset reunukset korjauskynällä. Seuraavan opastimen kohdalla käytän reunojen maalaamiseen suosiolla emalimaalia ja pientä sivellintä!
Reunakehyksen maalaamisen yhteydessä opastintauluun olisi voinut lisätä myös opastimen tunnuksen esim. siirtokuvana tai tarrana. En ollut päättänyt omalle opastimelleni vielä tunnusta, joten jätin merkinnän tässä vaiheessa tekemättä.
Annoin valkoisten reunaviivojen kuivua vuorokauden verran, jonka jälkeen lakkasin opastintaulun etupinnan Mastonin mattalakalla numero 331. Muutaman vuorokauden kuluttua lakkasin myös opastintaulun takapinnan samalla lakalla. Lakattujen osien kuivuttua siirryin ledien asennukseen.
Ledien asennus ja loppukokoonpano
Käytin opastimessani halkaisijaltaan 3 millimetrin ledejä, joita saa hankittua Suomesta mm. SP-Elektroniikalta Oulusta. Samaisesta liikkeestä voi hankkia myös ledien tarvitsemia etuvastuksia sekä 0,12 mm paksua käämilankaa opastinmaston sisällä kulkevia johdotuksia varten.
Katkoin käämilangasta noin kaksi kertaa opastinmaston pituisia pätkiä neljä kappaletta. Sain näin jokaiselle opastintaulun ledille yhden plusjohdon ja yhden miinusjohdon (paluujohdin). Ledit voi halutessaan kytkeä käyttämään myös yhteistä paluujohdinta, kunhan muistaa kytkeä ledit oikein päin yhteiseen paluujohtimeen. Käytin itse kahta paluujohdinta, sillä suunnittelemani opastinautomatiikka tarvitsee jokaiselta lediltä oman paluujohtimensa.
Siklasin askarteluveitsellä käämilankojen kummastakin päästä noin senttimetrin verran lakkaa pois. Lyhensin ledien jalat katkaisupihdeillä sopiviin mittoihin, jonka jälkeen kiersin jokaiselle jalalle pätkän käämilankaa (kuva 5). Juotin käämilangat ledeihin Juottamisesta aloitteleville mallinrakentajille -ketjun tarvikkeillani. Juottamisen jälkeen varmistin ledien ja käämilankojen toimivuuden yleismittarini diodintestaustoiminnolla. Katkotut ledijalat otin talteen myöhempää käyttöä varten.
Liimasin käämilangoilla varustetut ja testatut ledit opastintauluun Micro Kristal Klear -liimalla (kuva 5). Liiman kuivuttua vuorokauden sivelin ledien takaosat kauttaaltaan mustalla akryylivärillä, jotta opastimen valot kajastaisivat vain haluttuun suuntaan. Ledien mustauksen jälkeen kiinnitin opastintaulun lakattuun opastintaulun kehykseen Micro Kristal Klear -liimalla. Tämän kokonaisuuden liimasin puolestaan parin tunnin kuivumisen jälkeen kiinni opastinmastoon (kuva 6).
Kun opastintaulun ja maston välinen liimaus oli kuivunut, ujutin ledien käämilangat varovasti opastinmaston sisälle. Johtojen ujuttamisen jälkeen testasin kytkentöjen toimivuuden jälleen yleismittarini diodintestaustoiminnolla. Testauksen jälkeen liimasin käämilangat opastinmaston alaosaan pienellä määrällä liimaa, jotta langat eivät pääsisi hankautumaan messinkiputken alaosaa vasten ja rikkomaan sillä tavoin eristäviä lakkapintojaan. Liimasin samalla vauhdilla turvakehikon opastintaulun taakse.
Liimausten kuivuttua kolvasin käämilankojen vapaisiin päihin aiemmassa työvaiheessa varastoimani ledijalat, jotta opastimen kytkentä virtapiiriin olisi helpompaa. Niputin samalla punaisen ledin johtimet pienellä maalarinteipin palasella, jotta johtimien tunnistaminen olisi kytkettäessä helpompaa. Opastin on tämän jälkeen asennettavissa ratapenkalle (kuva 7).
On tärkeää huomata, että opastimeni ei itsessään sisällä ledien tarvitsemia etuvastuksia: etuvastukset ovat piilossa kuvassa 1 esiintyvän ratapohjan alla osana muuntajalta tulevia johtimia. Ilman etuvastuksia ledit tuhoutuisivat sekunneissa virran kytkennästä.
Käytin punaiselle ledille 5,1 kΩ:n etuvastusta ja vihreälle ledille 51 kΩ:n etuvastusta. Vihreä ledini on punaista lediä kirkkaampi, joten himmensin sitä 10 kertaa suuremmalla etuvastuksella.Ledeistä ja niiden vaatimista etuvastuksista voi lukea lisää mm. Kuinka lasketaan etuvastus ledille? -ketjusta.
EDIT: oikoluettu.
EDIT 9.3.2024: Toimimaton linkki korvattu Archive.org-linkillä.
Mukava huomata, että foorumia luetaan edelleen ahkerasti vähäisestä kirjoittelusta huolimatta.