Цифровое управление Digital Command Control (DCC) произвело революцию в железнодорожном моделизме. Используя DCC, вы можете независимо друг от друга управлять несколькими локомотивами, даже если они находятся на одном пути. Вы можете, кроме того, управлять световыми и звуковыми функциями локомотивов, оборудованных цифровыми DCC-декодерами. Существуют также отдельные компоненты систем DCC, позволяющие управлять светофорами, стрелками и прочими аксессуарами на макете.
  Для большинства моделистов путешествие в мир цифрового управления DCC начинается с приобретения "стартового комплекта" аппаратуры. В этой статье мы собираемся рассмотреть назначение всех базовых компонентов систем цифрового управления DCC, а также кратко охарактеризовать некоторые из имеющихся на рынке стартовых комплектов. Ниже в тексте дана сводная таблица, объединяющая основные характеристики стартовых комплектов начального уровня, а также комплектов высшей ценовой категории (класса High End) различных производителей, предлагающих свою продукцию в Северной Америке. Оговоримся, что все приведенные в статье характеристики аппаратуры актуальны на момент написания самой статьи.
 

  Как работает DCC

  На традиционном "аналоговом" макете с питанием постоянным током локомотивы управляются путем изменения напряжения, которое подает на рельсы источник питания. Ток поступает с рельсов непосредственно к двигателю локомотива. Если увеличить напряжение, локомотив поедет быстрее. Все локомотивы, находящиеся на рельсах, получающих питание от одного и того же источника постоянного тока, будут реагировать на изменение напряжения одновременно и одинаковым образом.
  На макете, управляемом с помощью технологии DCC, ток с рельсов не попадает напрямую в двигатель локомотива. В отличие от "аналога", токосъемники "цифрового" локомотива соединены с "приемником", который принято называть декодером. Цифровой декодер стандарта DCC получает с рельсов питание и регулирует напряжение, подаваемое на двигатель локомотива. Помимо этого, он работает как выключатель других функций, например, звуковых эффектов. Кроме обеспечения двигателей локомотивов необходимым питанием, рельсы еще служат проводником цифровых сигналов, называемых "пакетами", которые направляются на рельсы, как только вы отдаете какую-либо команду с пульта управления. Любая такая команда снабжена адресацией и предназначена какому-то конкретному декодеру. Только этот декодер (с соответствующим адресом) будет на нее реагировать.
  Таким образом, несмотря на то, что ваша цифровая система все время поддерживает на рельсах напряжение на уровне 14 вольт, вы сможете, к примеру, заставить ваш маневровый локомотив № 1 двигаться вперед со средней скоростью, в то время как ваш, опять же, к примеру, магистральный дизельный локомотив № 2, находящийся на тех же рельсах прямо позади № 1, останется стоять на месте. Важно отметить, что хотя некоторые из систем DCC и позволяют запускать на макете, управляемом "цифровым" способом, один "аналоговый" локомотив без декодера, делать этого не рекомендуется.
 

  Стандарты DCC

  Национальная ассоциация железнодорожного моделизма США (National Model Railroad Association, NMRA) разработала стандарты цифрового управления DCC, которым следует большинство разработчиков этих систем, в первую очередь регламентирующие коммутацию (включая разводку проводов и их маркировку) и алгоритмы функционирования декодеров. На практике это означает, что вы можете управлять локомотивом с декодером одного производителя, отвечающим требованиям стандарта DCC, при помощи DCC-аппаратуры другого производителя, также соответствующей стандарту.
  Как правило, большинство компонентов систем управления DCC от различных производителей, таких как ручные пульты управления и командные станции несовместимы между собой. Поэтому при подборе конкретной аппаратуры необходимо убедиться в том, что линия DCC-продукции выбранного вами производителя включает в себя все необходимые компоненты для реализации ваших потребностей в управлении железной дорогой, как настоящих, так и будущих, насколько это возможно.

  Вся аппаратура DCC состоит из одних и тех же основных элементов. Эти элементы могут быть разделены на отдельные , коммутируемые друг с другом блоки или, наоборот, объединены производителями в одном корпусе. Как видно на рисунке, основные элементы системы DCC - пульт управления, командная станция, один или несколько декодеров, бустер и, конечно, источник питания.
 

  Пульт управления

  Пульт управления (the cab) или так называемая "ручка" (в дословном переводе "throttle" - педаль "газа") представляет собой пользовательский интерфейс, с которого на макет отдаются команды. С его помощью вы управляете скоростью, звуковыми и световыми эффектами ваших поездов. "Ручка" может также управлять аксессуарами, такими как стрелки или сигналы.
  В настоящее время производители предлагают пульты, оснащенные разнообразными органами управления, которые, к тому же, могут значительно различаться по исполнению и по возможностям. В качестве средств ввода команд используются кнопки, поворотные колесики, рычажки и ползунки, а также различные их сочетания. Некоторые пульты оборудованы экранами индикаторов для отображения какой-то информации, например, для индикации адреса декодера локомотива, который в данный момент находится под непосредственным управлением с пульта. Поскольку пульт является именно тем элементом системы DCC, который будет постоянно находиться у вас в руках в процессе управления макетом, чрезвычайно важно, чтобы вы отчетливо представляли себе назначение и принцип работы всех органов управления на том конкретном пульте, который вы для себя выберете. Не менее важно, чтобы вам было удобно и комфортно пользоваться этими органами управления.
  Во многие стартовые комплекты аппаратуры DCC включен, как минимум, один пульт, встроенный в командную станцию. Большинство систем позволяют подключать к командной станции дополнительные пульты управления, которые подразделяются на два основных типа: проводные и беспроводные.
  Проводные пульты, как следует из их названия, подключаются проводом к специальному разъему командной станции, который принято называть шиной подключения периферийных устройств управления. Беспроводные пульты снабжаются либо инфракрасными, либо радиоприемниками и позволяют пользователю свободно перемещаться вокруг макета, не утруждая себя мыслями о том, где именно на макете расположены дополнительные разъемы шины подключения периферии управления.
  Какой-то один из пультов, "поставленный во главу иерархии" средств управления, считается "основным" или "главным" (master). Такой "главный" пульт позволяет пользователю не только управлять всеми локомотивами и аксессуарами, оборудованными декодерами, но также их программировать.
  Некоторые производители предлагают в качестве дополнительных устройств для своих систем так называемые "пульты машиниста" (operator cab). Они предназначены только для управления локомотивами и если предусматривают какие-то возможности программирования, то весьма и весьма ограниченные. Из-за своей относительно низкой цены такие пульты могут рассматриваться как экономичное решение в случае, если вам необходимо, чтобы несколько человек могли одновременно управлять поездами. Большинство систем DCC имеет ограничения по максимальному числу дополнительных пультов управления, которые можно подключить к командной станции. Это может оказаться немаловажным критерием при выборе конкретной системы, если вы предполагаете устраивать сеансы коллективного управления макетом с большим числом участников.
 

  Командная станция

  Небольшой компьютер, именуемый командной станцией, является центральным и объединяющим элементом всей системы. Командная станция принимает сигналы (команды), поступающие с пульта (пультов) управления, и преобразует их в "пакеты" бинарного (двоичного) кода, который является стандартным и распознается любыми системами DCC вне зависимости от производителя. Каждому "пакету" кода станция присваивает "адрес назначения", соответствующий адресу того и только того декодера, которому "пакет" предназначен.
  На случай, когда макет занимает значительную площадь, во многих системах предусмотрены дополнительные разъемы подключения проводных пультов или приемники сигнала от беспроводных. Эти вспомогательные компоненты подключаются к командной станции через шину периферии управления.
  Как и другие продукты индустрии высоких технологий, командные станции регулярно модернизируются для дополнения новыми возможностями и функциями. Некоторые системы поддерживают обновление программного обеспечения, избавляя вас, таким образом, от необходимости покупать новые командные станции, чтобы ваша аппаратура могла обеспечивать постоянно расширяющиеся возможности. В одних случаях такое обновление производится путем самостоятельной установки пользователем новых микросхем, приобретаемых у производителя по льготным ценам, в других - если система оборудована интерфейсом для подключения к компьютеру - путем загрузки с сайта производителя и установки новых версий программного обеспечения. А некоторые производители требуют, чтобы пользователи присылали свои командные станции для модернизации в их сервисные центры.
 

  Бустер

  Бустер - устройство, принимающее "пакеты" кода от командной станции, и обеспечивающее электрическую мощность, достаточную для "донесения" этих "пакетов" через рельсы до всех адресатов на макете. Одновременно ток от бустера, содержащий в себе усиленный цифровой сигнал, используется для питания двигателей локомотивов, электромагнитных приводов аксессуаров и других потребителей электричества. Основной характеристикой бустера является его "мощность", то есть сила выходного тока в амперах, которую он может обеспечить при фиксированном выходном напряжении. Как правило, этот показатель находится в пределах от 1,5 до 10 ампер. Нужная вам сила тока зависит от того, какого масштаба ваша железная дорога, а также от того, сколько локомотивов вы планируете одновременно по ней запускать. Если окажется, что вам требуется сила тока больше, чем может обеспечить какой-то конкретный бустер, имейте в виду, что большинство систем допускает подключение нескольких отдельных бустеров.
  Несмотря на то, что многие предлагаемые на рынке комплекты аппаратуры DCC объединяют в себе командную станцию и бустер в одном корпусе, в комплект не всегда включается источник питания, что ставит пользователя перед необходимостью нести дополнительные расходы. При этом каждая конкретная система DCC имеет свои собственные требования к источнику питания. Если вам придется подбирать отдельный источник питания к вашему новому комплекту аппаратуры DCC, настоятельно рекомендуется точно соблюдать все указания производителя аппаратуры, касающиеся требуемых характеристик такого источника питания.
 

  Декодеры

  Любой элемент на макете, которым вы намерены управлять с помощью системы DCC, должен быть оснащен декодером. Так называемые "подвижные" декодеры, предназначенные для установки в локомотивы, при изготовлении программируются на адрес "3", но вы можете самостоятельно присвоить каждому такому декодеру какой-то другой адрес, например, бортовой номер локомотива. Когда система DCC транслирует "пакет" с адресом конкретного декодера, этот декодер исполняет команды, закодированные в "пакете".
  Декодеры могут быть "универсальными" или "общего назначения" (generic) либо могут быть специально разработаны для каких-то отдельных моделей. Простейший декодер может управлять только двигателем локомотива. Более совершенные декодеры способны также управлять световыми и звуковыми функциями.
  Специальные декодеры, предназначенные для управления только функциями, используются при установке освещения в вагоны, а также для организации работы звуковых и иных дополнительных функций на тех моделях локомотивов, в которых уже имеются декодеры, управляющие двигателями.
  Большинство моделей аппаратуры DCC позволит вам управлять электромагнитными приводами стрелок и другими аксессуарами с установленными "стационарными" декодерами. Многие модели таких "стационарных" декодеров рассчитаны на подключение нескольких аксессуаров и могут управлять ими параллельно.
  В зависимости от типа и модели декодера, вы можете программировать либо все, либо некоторые его функции и характеристики, изменяя значения, записываемые в "конфигурационные переменные" (configuration variables, CV). Почти все системы DCC имеют специальный отдельный выход для подключения программного участка рельсов, позволяющий программировать декодеры, а также считывать из их CV записанные ранее значения. Программный участок должен быть полностью изолирован электрически ото всего остального макета, в противном случае может закончиться тем, что вы одинаково запрограммируете все находящиеся на макете локомотивы. Многие системы поддерживают режим программирования на главном пути (Ops mode, Programming on the Main). В этом режиме для программирования CV не требуется отдельного изолированного программного участка, но зато требуется знать адрес программируемого декодера. Кроме того, в режиме программировании на главном пути нельзя считывать из декодера записанную в нем информацию.