Hlavní návěstidla

Problematika hlavních návěstidel je poměrně obsáhlá. Z tohoto důvodu zde nejdříve popíšu obecné vlastnosti a zapojení všech návěstidel a následně vysvětlím ostatní odlišné parametry charakterisické pro jednotlivá návěstidla. Ty jsou totiž rozděleny do tří skupin, které mají stejný plošný spoj, liší se však zapojením vývodů na svorkovnicích. Obecně jsou rozděleny na vjezdová, cestová a odjezdová. Tyto tři skupiny ovšem neznamenají jednoznačné umístění návěstidel v kolejišti. To zde ale vysvětlím až později.

Všechna návěstidla mají dva vstupy pro kmitač, který zajišťuje jejich synchronizaci pro kmitavá světla. Pokud neplánujete využít například rychlé kmitání, není ani důvod přivádět tento signál z kmitače. Výstupy jsou obecně rozděleny na výstupy světel na návěstidla a předvěsti a na kontrolky na ovládací pult. Vždy se zapojí jen to, co na příslušném návěstidle bude svítit. Ostatní výstupy zůstanou nezapojené.

Pro vzájemnou komunikaci návěstidel jsou určeny vývody "příjímač" a "vysílač". Odjezdové návěstidlo nemá "přijímač". Každé návěstidlo, je-li postavené, automaticky předvěstí návěst následujícího návěstidla, jehož "vysílač" je přiveden na "přijímač". Zde je tedy nutné nějak přepínat signál mezi návěstidly v závislosti na postavené cestě. Teoreticky by mělo stačit i jednoduché přepínání přes relátka u každé výhybky. Bohužel jsem kvalitu přenosu pro více relé nezkoušel. V současnosti vyvíjím novou verzi desky pro řadiče, která bude přeposílání signálu podle postavených výhybek řešit elektronicky.

Návěstění rychlostí je řešeno vstupy "rychlost 30", "40", "60", "80" a "100". Přivedením nuly na tyto vstupy se zobrazí příslušná rychlost. Při více současných signálech má pak přednost rychlost nejnižší. Toho lze využít v některých zapojeních. Existuje spousta způsobů, jak v zapojení určit, na který z těchto vstupů bude přiváděn signál. Já osobně považuji za nejjednodušší využít výstup obvodu závěrové tabulky, ze které se vždy pro konkrétní cestu přivede konkrétní rychlost na vstup návěstidla. Závěrovou tabulku plánuji předběžně představit společně s obvodem řadiče, bez kterého nemá moc smysl.

Pro samotné rozsvícení návěsti je určen vstup "povolení návěstidla". Je-li na tomto vstupu "1", na návěstidle svítí "stůj". Po přivedení logické "0" se zobrazí návěst sestavená z rychlosti na vstupech "rychlost 30", "40", "60", "80" nebo "100" a ze signálu na "přijímači". Pokud na přijímač není přiváděn žádný signál, návěstidlo předpokládá návěst "stůj" a zobrazí výstrahu.

Dalším společným prvkem je přivolávací návěst. Ta je zcela nezávislá na ostatních vstupech. Přivedením logické "0" na vstup "přivolávací návěst" se tato návěst zobrazí.

Asi poslední společný výstup pro všechna návěstidla je "kontrolka činnost kmitače". Na tomto výstupu se objeví "0", kmitá-li kterékoli světlo, ať už na návěstidle nebo na pultu obsluhy. Tyto výstupy se pak mohou "propojit" například přes logické hradlo "AND" a na pult je možné vyvést jejich společnou kontrolku. Jelikož obvody cestových a odjezdových návěstidel mají vyvedené opakovací předvěsti, které nemusí být zapojeny, čímž by tato kontrolka mohla svítit i pokud by na nevyvedené předvěsti mělo kmitat nějaké světlo, vytvořil jsem pro tento případ dvě verze programu, které se liší jen v tom, že jedna verze hlídá kmitání i na předvěsti a druhá nikoli.

Odjezdové návěstidlo

Odjezdové návěstidlo je z hlediska zapojení asi nejjednodušší. Je to proto, že nemá vstup "přijímač" a všechny jeho návěsti jsou tak závislé jen na signálu na vstupech pro návěstěné rychlosti. K těmto rychlostem se vždy automaticky připojí "volno". Zvláštními vstupy zde jsou "zabezpečený posun" a "nezabezpečený posun", "rychlost 30" pro rozsvícení "indikátoru 30" a dva "směrové indikátory". Všechny tyto indikátory se mohou rozsvítit jen, je-li na návěstidle návěst dovolující jízdu. Pro výběr vstupu pro směrový indikátor je opět nejlepší volbou využití výstupu z obvodu závěrové tabulky.

Toto návěstidlo dále umožňuje zapojení opakovací předvěsti, která je na výstupech také vyvedena.

Níže můžete vidět obsazení všech vývodů odjezdového návěstidla:

Zde je potom nákres maximálního možného využití vystupů:

Pokud je požadováno připojení například autobloku, kde je předvěstěno další návěstidlo, využije se místo odjezdového návěstidla návěstidlo cestové.

Vjezdové návěstidlo

Toto návěstidlo se liší tím, že neumožňuje návěstit návěsti pro posun. Naopak má "indikátor 30", zná umístění na "nedostatečnou zábrzdnou vzdálenost" a dále může zobrazovat "jízdu podle rozhledových poměrů". Samozřejmostí je i samostatná předvěst. Návěstěné rychlosti se volí, stejně jako u jiných návěstidel, přivedením nuly na příslušný vstup pro rychlost. Předvěstěné rychlosti a jiné znaky jsou automaticky voleny podle signálu přicházejícího na vstup "přijímač" z jiného návěstidla.

Zde je již nákres využití jednotlivých vývodů:

Jak už jsem zmínil, návěstidlo umožňuje návěstit znaky na "nedostatečnou zábrzdnou vzdálenost". Jelikož u vjezdového návěstidla je toto řešení velmi neobvyklé, bližší popis zapojení je vysvětlen jen u cestového návěstidla, kde je to shodné.

Při kombinaci návěstí, kdy svítí bílé světlo současně s dolním žlutým světlem, je dobrým zvykem prohodit bílé a červené světlo, aby u strojvedoucího nedocházelo k pocitu splynutí dolních světel do sebe. To se týká právě kombinace návěstění rychlosti a nedostatečné zábrzdné vzdálenosti nebo kombinace návěstění rychlosti a jízdy podle rozhledových poměrů.

Maximální možné využití výstupů pro vjezdové návěstidlo je vyobrazeno na dalším obrázku:

Cestové návěstidlo

Toto návěstidlo má samo o sobě větší množství kombinací znaků, které ovládá, proto u něj není možné zapojení "indikátoru 30". Rychlost i předvěstění se zde volí stejně jako u ostatních návěstidel. Návěstidlo má vyvedeny vstupy pro "zabezpečený posun", "nezabezpečený posun", "jízdu podle rozhledových poměrů", "přivolávací návěst" a podobně. Více můžete vidět na obrázku níže:

Charakteristickým znakem pro cestová návěstidla je zobrazení návěstí na "nedostatečnou zábrzdnou vzdálenost". Pokud je následující, ať už další cestové nebo odjezdové návěstidlo, umístěno na nedostatečnou zábrzdnou vzdálenost, je nutné právě na toto, tzn. návěstidlo, které podle toho mění svoji návěst, přivést úroveň "0" na vstup "nedostatečná zábrzdná vzdálenost". O zbytek se už postará program. Nevadí ani zapojení několika návěstidel v řadě na "nedostatečnou zábrzdnou vzdálenost".

Jelikož zobrazení znaků na "nedostatečnou zábrzdnou vzdálenost" bývá v praxi i odlišné od normy, je tu i možnost přisvícení "bílého světla navíc". Podle normy totiž bílé světlo svítí jen v kombinaci s výstrahou nebo s pouhým předvěstěním rychlostí, v ostatních případech se potom snižuje předvěstěná rychlost. Toto opět řeší program, takže není nutné se tím více zabývat. Pokud ovšem toužíte po návěstech jako "40 a opakované očekávejte 40", pak nezbývá nic jiného, než si bílé světlo přisvítit. Pro tento účel je zde již zmíněný vstup "bílé světlo navíc". Tento vstup nereaguje v kombinaci s červeným nebo zeleným světlem a upřímně si ani nejsem jistý, jak věrohodně se bude přenášet návěst na předchozí návěstidlo. Automaticky se v tomto případě přenese návěst pro návěst bez tohoto "bílého světla navíc". Z toho plyne, že někdy je třeba vhodné si ještě přivést "0" na vstup "nedostatečná zábrzdná vzdálenost". Toto jsem bohužel programově úplně nedořešil, protože jsem neměl dost podkladů.

Pro volbu, kdy je následující návěstidlo umístěno na "nedostatečnou zábrzdnou vzdálenost", je opět velmi praktické využít obvod závěrové tabulky, kde stačí vždy pro konkrétní vlakovou cestu vybrat, zda je nebo není návěstidlo takto umístěno.

Pokud nastane potřeba přenášet na odjezdové návěstidlo znaky třeba z autobloku, využije se zde zapojení cestového návěstidla na pozici návěstidla odjezdového, neboť má vstup "přijímač", kterým odjezdové návěstidlo nedisponuje.

Cestové návěstidlo, stejně jako ostatní, nabízí možnost zapojení opakovací předvěsti a samozřejmě má i výstupy pro kontrolky na pult obsluhy. Maximální možné zapojení výstupů je pak vyobrazeno na dalším obrázku:

Seřaďovací návěstidlo

Všechna seřaďovací návěstidla obsahují jen dva znaky, mezi nimiž se jednoduše přepíná. Aby bylo zachováno stejné ovládání logickou nulou, jako u ostatních návěstidel, je bílé světlo zapojeno přes invertor, jako na obrázku. Případně je možné zapojit i opakovací seřaďovací návěstidlo, u něhož je zapojeno jen bílé světlo. Z důvodu velkého odběru použitých diod jsou tyto diody zapojeny přes integrovaný obvod 74244. Jelikož se mi nepodařilo dohledat případ, kde je vyvedena kontrolka opakovacího seřaďovacího návěstidla na pultě obsluhy, nechávám ji jako volitelnou záležitost.

Zde je potom samotné zapojení obvodu seřaďovacího a opakovacího seřaďovacího návěstidla:

Nestandardní zapojení návěstidel

V praxi mohou nastat různé nezvyklé situace. Jednou z nich je případ, kdy jedno návěstidlo může být současně odjezdové i cestové. Tento příklad je naznačen na následujícím obrázku pro návěstidlo S1:

Jelikož použití programu pro odjezdové návěstidlo neumí předvěstit a použitím programu pro cestové návěstidlo by v případě odjezdu na trať svítila "výtraha", je nutné použít generátor návěsti "volno". Na "přijímač" návěstidla, v tomto případě S1, se pro odjezdovou cestu na trať jednoduše přivede "signál "volno"" z generátoru návěsti volno.

Tento generátor umožňuje vysílat až čtyři nezávislé "signály "volno"", které mohou být zakázány přivedením logické "0". Návěstidlo před nimi pak po zakázání může zobrazovat pouze návěsti "stůj", "přivolávací návěst", "jízdu podle rozhledových poměrů" a obě varianty "posunu". Jeho zapojení je níže:

Další situací je cestové návěstidlo u konečné koleje. Tato situace je naznačena níže pro návěstidlo Lc2a.

Jelikož na něm svítí jen červené světlo, bylo by zbytečné stavět celý modul návěstidla. V tomto případě stačí použít červenou LED diodu a pro postavenou cestu k tomuto návěstidlu jen posílat na vstup "příjímač" návěstidla L2 logickou "1". Pro návěstidlo L2 je potom použit modul cestového návěstidla a pro jízdu ze stanice je nutné na vstup tohoto modulu přivést signál z "generátoru volno".

Pokud plánujete stanici bez odjezdových návěstidel nebo s nezavislými návěstidly, mohou nastat dvě situace. Na vjezdovém návěstidle, po jeho postavení, bude svítit buď "volno" nebo "výstraha". Pokud chcete, aby svítila "výstraha", přiveďte trvale na vstup "přijímač" logickou "1". Pokud si přejete, aby svítila návěst "volno", jednoduše použijte místo vjezdového návěstidla návěstidlo odjezdové.

Zneplatnění návěstidel

Vstupy i výstupy pro zneplatnění návěstidel jsou odlišné v závislosti na tom, o jaké návěstidlo se jedná. V praxi se tato situace vyskytuje hlavně u jednodušších stanic, kde má smysl v době malého provozu stanici projíždět nebo využívat jen jako zastávku. Z toho vyplývá i fakt, že je nepravděpodobné, že by se indikátory neplatnosti objevovaly například na cestových návěstidlech nebo na návěstidlech, kde se běžně zobrazuje větší množství různých návěstí, například doplněných směrovými indikátory.

Zneplatnění vjezdového návěstidla

Jedná se o bezesporu nejčastější případ zneplatňování návěstidel. V tomto případě se provede zneplatnění přivedením logické "0" na vstup "Přijímač". Samotný indikátor na návěstidle je zapojen dle obrázku níže. Zde se nabízí dvě varianty, které mohou nastat. Buď při zneplatnění zhasne červená kontrolka nebo ne. Zda bude silueta návěstidla doplněna kontrolkou indikátoru neplatnosti, záleží jen na vás. V době zneplatnění na návěstidle svítí jen indikátor neplatnosti a jeho samostatná předvěst je zhaslá.

Zneplatnění cestového návěstidla

S touto variantou jsem se zřejmě nikdy nesetkal, přesto ji zde nabízím. Zneplatnění návěstidla se zde opět provede přivedením logické "0" na vstup "Přijímač". Veškeré chování i zapojení je zde shodné s vjezdovým návěstidlem, s tím rozdílem, že na siluetě návěstidla červená kontrolka není vůbec.

Zneplatnění odjezdového návěstidla

Jelikož odjezdové návěstidlo nemá vstup "Přijímač", musel jsem pro jeho zneplatnění využít vstupy jiné. Jako nejrozumnější řešení se mi zdálo použít současně oba vstupy pro směrové indikátory. Je-li na oba naráz přivedena logická "0", návěstidlo se zneplatní, zhasne na něm červené světlo, rozsvítí se indikátor neplatnosti, který je zde zapojen místo "směrového indikátoru 1" a zhasne i opakovací předvěst. Indikátor neplatnosti v siluetě návěstidla je opět volitelnou položkou. Ze zapojení vyplývá, že směrové indikátory nelze oba použít, leda snad samostatně "směrový indikátor 2".

Níže můžete vidět zapojení indikátoru neplatnosti pro odjezdové návěstidlo:

Funkci původní verze návěstidla můžete vidět na videu níže:

Na tomto videu můžete vidět zjednodušené zapojení sestavy několika návěstidel:

Pro všechna návěstidla (kromě seřaďovacích) je využita univerzální deska AT89S5x. Vždy je pouze důležité zvolit správný program.
Univerzální desku AT89S5x verze 2 si můžete stáhnout zde.
Programování obvodu se provádí dle návodu v sekci programování.

Jelikož s množstvím různých zapojení návěstidel, které se mohou v praxi vyskytovat, stoupá i počet mých programů, rozhodl jsem se je odlišit číselným kódem, který značí drobné odlišnosti v chování (většinou kontrolek) návěstidel. Základní název programu stále definuje o jaký typ návěstidla se jedná (např. cestak - cestové návěstidlo). Jeho běžné návěsti a kontroly jsou téměř vždy shodné. Odlišnosti nastávají až pro detaily, kterými jsou kontrolka činnosti kmitače, svícení rudého světla u siluety návěstidla, je-li zneplatněno a do budoucna i to, zda program generuje náhodné poruchy návěstidla. Číselný kód odpovídá zmíněným rozdílům dle následující tabulky:

00 neumí poruchy, kontrolka činnosti kmitače hlídá i opakovací předvěsti, při zneplatnění svítí rudá kontrolka
01 neumí poruchy, kontrolka činnosti kmitače hlídá i opakovací předvěsti, při zneplatnění nesvítí rudá kontrolka
02 neumí poruchy, kontrolka činnosti kmitače nehlídá opakovací předvěsti, při zneplatnění svítí rudá kontrolka, zatím nevyužito
03 neumí poruchy, kontrolka činnosti kmitače nehlídá opakovací předvěsti, při zneplatnění nesvítí rudá kontrolka

04-07 zatím nepoužito, případně bude pro programy umožňující poruchy

Zde jsou potom jednotlivé programy:
00vjezd.hex
01vjezd.hex
01cestak.hex
03cestak.hex
01odjezd.hex
03odjezd.hex
gvolno.hex - program pro generátor návěsti volno