viernes, 28 de abril de 2017

PWM74



Este mes de Abril, entre la Semana Santa, y unos pequeños problemas de espalda, que me han tenido un poco tieso, no he avanzado mucho en la construcción de la maqueta, pero si ha sido productivo en otro sentido.

En la fotografía de la cabecera, se ve un prototipo de que seguramente acabará siendo el controlador PWM74.  En algún momento (Un poco de sal), he comentado que renunciaba a intentar construir un controlador más de la serie PWM71, PWM72 y  PWM73 ya que el tema se me había ido complicando demasiado. a pesar de que en mis planes iniciales había un cuarto controlador que debía permitir realizar de forma automática paradas y arrancadas progresivas.

Sin embargo, hace unas semanas me vino a la cabeza la idea de que en realidad había una forma relativamente simple de realizar un controlador con esas características, y que de hecho, el problema es que había tomado un camino equivocado. incluso con el propio PWM73.

El tema es el siguiente:

Como ya he comentado alguna vez, todos mis controladores que tienen simulación de inercia  se basan en utilizar un potenciómetro digital, concretamente el DS1804 en sustitución del potenciómetro manual que se utiliza en los controladores PWM71 y PWM72 para variar el ancho de pulso de la señal PWM, y consecuentemente la velocidad de los trenes. La forma de mover este potenciómetro es hacerle llegar pulsos que cada uno de los cuales hacen subir o bajar una centésima parte de su recorrido, de manera que estando en cero, si le vamos enviado pulsos, al llegar a cien, estará en el máximo. Para que estos pulsos hagan subir o bajar el potenciómetro, hay otra entrada que según esté alta o baja manda el sentido del movimiento.

Los pulsos se generan con una frecuencia determinada, de manera que si se generan 100 pulsos por minuto, el potenciómetro subirá de cero a su máximo en un minuto, y si se generan 200 por minuto, el tiempo para subir de cero al máximo será de medio minuto. Como la posición del potenciómetro controla la velocidad del tren, la velocidad de éste pasará de cero a su velocidad máxima en un tiempo más pequeño cuanto mayor sea la frecuencia de los pulsos. Es decir acelerará o frenará más o menos rápidamente según esa frecuencia. En mis controladores el mando que llamamos "inercia" controla en realidad esa frecuencia, de modo que cuanto más subimos la inercia lo que en realidad se hace es que la frecuencia disminuya, con lo cual la aceleración o la frenada es más lenta.

El DS1804 tiene la amabilidad de ignorar los pulsos que le lleguen por encima o por debajo de los que le hacen subir al máximo o bajar al mínimo, de manera que cuando hacemos llegar pulsos hasta hacerle llegar al máximo y seguimos enviando pulsos, estos no hacen nada, y en cuanto llega un pulso para hacerle descender empieza a hacerlo. Y lo mismo si está en el mínimo, se ignoran los pulsos que le harían bajar. Esto evita tener que "contar" los pulsos. Simplemente para acelerar se envían pulsos hacia arriba y para decelerar hacia abajo, sin preocuparnos si sobrepasamos el máximo o el mínimo, con lo cual el circuito para hacer esto es bastante sencillo.

Pero aquí es donde surge el problema: Si yo quiero hacer un controlador que gestione de forma automática la parada progresiva de un tren, por ejemplo ante una señal roja, debo ser capaz de que cuando la señal se abra, el tren haga una arrancada progresiva, pero no hasta su velocidad máxima, sino justamente hasta la que llevaba al empezar a frenar ante la señal. Esto implica que el sistema tiene que saber cuál era la velocidad inicial del tren cuando empezó frenar, para luego detener la aceleración en esea velocidad, y esto implica que hay que saber en que punto estaba la posición del DS1804 cuando empezó la frenada.

Y aquí estaba mi error: me empeñé en contar los impulsos para llevar la cuenta, subiendo o bajando un contador digital con los mismos pulsos que actuaban sobre el DS1804. En teoría esto es correctísimo, pero tiene dos problemas: El primero es que los controladores digitales son cíclicos, de manera que si están en su valor más alto, y reciben un pulso más pasan a cero y viceversa. Asi que ya no podía generar pulsos despreocupadamente, sino evitar pasar de 99 hacia arriba y de cero hacia abajo. Esto resulta complicado. El segundo es que para restaurar la velocidad inicial después de una parada había que guardar en una memoria la cuenta de pulsos en ese momento y luego mediante un circuito comparador ir comprobando en qué momento se alcanza esa cuenta durante la aceleración. Todo es perfectamente lógico y posible pero bastante complicado de llevar a cabo.

El controlador PWM73 es un primer paso en este sentido. Tiene el contador de impulsos con toda la circuitería para evitar que suba de 99 y baje de 00, pero no guarda el dato en memoria ni puede hacer la comparación durante la aceleración. Lo que si tiene, es, que como tiene el contador de pulsos, el estado de ese contador se muestra en un display, que por lo tanto sirve como "tacómetro" para indicar la velocidad del tren.

Y digo "tacómetro" y no "velocímetro" porque la cifra mostrada no es la velocidad del tren sino realmente la cuenta de impulsos en cada momento.Por eso varía de 00 a 99 y su significado sería el porcentaje de velocidad en cada momento respecto de la velocidad máxima de la locomotora.

Y aquí viene la idea que me ha hecho considerar que contar pulsos no es realmente un buen camino. La idea es la siguiente: El problema es que del DS1804 que controla la velocidad, no puede sacarse información alguna ya que forma parte de un circuito oscilante que genera los pulsos, pero si pongo OTRO DS1804, justo en paralelo, de manera que reciba los mismos pulsos y por supuesto el mismo control de subida y bajada, garantizo que ambos circuitos están siempre sincronizados en la misma posición, y si se generan pulsos en exceso por arriba o por debajo, ambos circuitos los van a ignorar a la vez. Pero ahora de este segundo potenciómetro digital, puedo sacar exactamente su posición simplemente metiéndole una tensión fija en los extremos y midiendo la tensión en el terminal que hace de cursor. Es decir si le meto 5 V en los extremos, cuando el cursor esté por ejemplo al 70%, la tensión del cursor será el 70% de 5, o sea 3,5 V.  De manera que si en ese punto mido 3,5 V tengo la seguridad de que este segundo DS1804 está en la posición del 70% y por lo tanto el primero también lo estará, y por lo tanto los pulsos de la corriente PWM serán del 70% de anchura con lo que el tren se estará moviendo al 70% de su velocidad máxima. Y así con cualquier otra posición.

Ventajas: Dos fundamentales: Hacer esto así es mucho más fácil que mediante conteo de impulsos, y en segundo lugar tengo un valor de tensión, por lo tanto analógico, que es proporcional a la velocidad. . Desde luego si pongo un simple voltímetro que lea ese valor, ya tengo la forma de mostrar la velocidad de una forma también mucho más sencilla.

Pero es que además, con esto puedo conseguir que la indicación del voltímetro sea realmente la velocidad en kilómetros por hora. Por ejemplo con ese valor de 3,5, y un simple divisor de tensión formado por un potenciómetro y una resistencia puedo convertir esos 3,5 voltios en el valor que me interese. Por ejemplo si mi locomotora tiene una velocidad máxima de 120 Km/h, cuando esté yendo al 70% irá a 84 Km/ de manera que si ajusto el divisor de tensión para que la relación de la entrada y la salida sea 1 a 0,24  los 3,5 voltios se convertirán en 3.5 x 0,24 = 0,84. Asi que un voltímetro que lea esa salida y está ajustado para milivoltios mostrará "84" y por lo tanto se leerá que la locomotora viaja a 84 Km/h.

El video que aparece a continuación es una primera prueba de un controlador basado en este principio, aunque con una salvedad importante: El control de cuando la velocidad deja de aumentar o disminuir, no se hace por comparación con la velocidad inicial cuando se inició la parada, sino por un tiempo que es ajustable. De esta forma se pueden conseguir aceleraciones  escalonadas y también deceleraciones que no tienen porqué acabar en parada. Seguramente este será el sistema que saque como PWM74, porque resulta más flexible incluso que lo que sería hacerlo por velocidad objetivo.



Y aquí hay una cuestión importante: El controlador PWM73, basado en contadores de impulsos,  queda superado por esta nueva forma de control, y por lo tanto no tiene sentido mantenerlo como está. Tengo la intención de hacer una nueva versión con sus mismas característricas, pèro con control de velocidad real, tal como se ve en el video. Seguramente puede hacerse con esta técnica más completo y más barato que la versión actual. Asi que de momento he retirado el PWM73 de la venta en la tienda.


jueves, 9 de marzo de 2017

Prueba final




Tal como comenté, en el último artículo dedicado a la estación oculta, faltaba un video en el que se viera la estación oculta funcionando en automático y con trenes. Bueno pues en este artículo tenemos el vídeo.

La prueba la he efectuado con ocho locomotoras, que inicialmente se sitúan cada una en un vía de estacionamiento.

Naturalmente para que la prueba fuese más real habría que haber tenido todo el trazado de la maqueta, de modo que cuando un tren sale de su vía de estacionamiento, da la curva, y sale hacia la derecha, debería circular por toda la maqueta y volver a llegar a la estación oculta por la vía paralela a la que salió.

Como no hay más que un palmo de vía a la derecha de las dos vias que salen por la derecha ese recorrido no puede hacerse, asi que para grabar el vídeo lo que he hecho es que cuando una locomotora sale por la derecha, la paro y le doy marcha atrás. Entonces la locomotora retrocede y circula marcha atrás pasando por la vía de sobrepaso de la estación hasta situarse otra vez a la entrada de la estación. Ahí la vuelvo a parar y doy marcha adelante con lo cual entra como si viniera después de hacer el recorrido por toda la maqueta.

Se comprueba en el video que la única operación manual que se hace, es este cambio de sentido en los dos extremos de las vías, pero todo el manejo de los desvíos y el control de la arrancada y parada de los trenes es completamente automático.

También vemos en algún momento el cuadro de control de la estación oculta funcionando solo, con sus luces encendiéndose y apagándose mientras los desvíos cambian y los trenes arrancan y paran. Los franceses les llaman a las estaciones ocultas "estaciones fantasma" (station fantôme)  y a la vista de lo que aquí vemos parece bastante apropiado.



Por cierto, ahora que sale el tema del nombre que se le da en distintos idiomas a las estaciones ocultas cuyas traducciones son cosas como estación fantasma o estación en la sombra me viene a la memoria un comentario reciente de un lector al que le parecía extraño que yo dijese que los desvíos de salida de las vias de estacionamiento de mi estación oculta, solo se toman de talón, y por eso no llevan motores. Supongo que estaba pensando que una estación oculta es como una estación cualquiera, en la que se hacen maniobras, y por tanto se necesita poder entrar a cualquier desvío en cualquier dirección.

No se si la cuestión nace de la confusión que provoca el término "estación oculta" pero en todo caso voy a referirme al tema de qué es exactamente una estación oculta y porqué las ponemos en las maquetas.

Es curioso que a veces se ven en los foros comentarios de aficionados que dicen cosas como que no encuentran sentido a una estación oculta, porque lo bonito de las estaciones son las maniobras y si no se ven, no tienen sentido. Incluso he visto alguno que decía que después de gastarse un buen dinero en vías y desvíos no le apetecía nada enterrarlos fuera de la vista.

Todo esto insisto, viene más que nada del hecho de que llamemos a estos elementos "estaciones ocultas" cuando lo primero que hay que decir es que no son una estación.

Yo siempre digo que una maqueta de trenes debe producir en la persona que la ve, una impresión lo más cercana posible a lo que ve al contemplar una instalación ferroviaria real. Por eso a mi me desagradan esas típicas maquetas formadas por óvalos concéntricos  en las vemos girar una y otra vez trenes que dan vueltas infinitas. Curiosamente hay muchos aficionados que son muy escrupulosos en el detalle y la fidelidad del material rodante, y sin embargo cuando hacen el trazado de una maqueta, crean un circuito que no se parece para nada a una instalación ferroviaria real, y muchas veces no es más que un conjunto abigarrado de vías dispuestas con el criterio de aquí pongo un desvío y otra vía porque caben

Por eso, yo insisto en que debemos fijarnos en qué es lo que vemos cuando vemos un ferrocarril real y tratar acercarnos lo más posible. Está claro que un ferrocarril real está formado por una larga línea, de muchos kilómetros con estaciones a lo largo de su recorrido. Sin embargo cuando estamos en la proximidad de una linea vemos solamente unos pocos kilómetros o incluso menos, y seguramente alguna estación. Nada que ver con óvalos y cruces de vías por todas partes.

Así que si queremos hacer algo parecido a la realidad debemos reproducir una línea de vía sencilla o doble, y probablemente una estación de tipo pequeño o como mucho mediano. Una estación real un poco grande requiere ya un espacio para ser reproducida que no es posible encontrar en una instalación de aficionado.

Pero lo que no puede ser es que veamos que la linea se cierra sobre si misma. Siempre debemos simular que lo que vemos es una pequeña parte de una línea muy larga, y por lo tanto la linea tiene que "entrar" por un sitio y "salir" por otro. Aunque pueden hacerse otros trucos, lo habitual es que haya dos bocas de túnel por las que se supone que llega la vía desde lejos y después de pasar por la maqueta sale por la otra boca hacia lo que sería la continuación de la línea. Adviértase que nunca puede darse la impresión de que estas dos bocas son la entrada y la salida de un mismo túnel. Por el contrario cada boca debe parecer la boca que vemos de un túnel cuya otra boca está fuera de la maqueta.

Evidentemente, esa es una impresión para el espectador, pero las vías que entran por una de estas bocas no pueden acabar fuera de la maqueta. Por el contrario, estas dos bocas de túnel dan paso a una zona oculta que yo llamo la tramoya, porque es una parte que el espectador no ve, pero donde se crea la ilusión que como en un teatro le hace parecer real lo que no es más que un truco.

Pero no olvidemos que no se trata solo de simular la infraestructura ferroviaria, sino que también queremos simular el tráfico de trenes. Así que si hacemos lo posible porque nuestra maqueta represente una "vista parcial" de una línea ferroviaria, no podemos dejar que la circulación de trenes evidencie que no es así. De modo que si vemos que un tren sale por una de esas bocas de túnel que se supone que van lejos, no es admisible que veamos inmediatamente aparecer el mismo tren por la otra boca (o por la misma en sentido contrario)

Así que la tramoya, deberá conseguir que cuando un tren sale "del escenario" no vuelva a aparecer inmediatamente, pero si que veamos llegar nuevos trenes que llegan por alguna de esas dos bocas de túnel y se van por la otra, después de haber parado o no en la estación, o incluso después de hacer alguna maniobra, cambio de locomotora, dejar de o recoger vagones, etc.

Evidentemente no podemos pretender que la tramoya suministre trenes nuevos de forma indefinida. Es normal que volvamos a ver aparecer trenes que ya vimos antes al cabo de cierto tiempo, pero al menos no inmediatamente y siempre después de haber circulado algún otro tren antes de volver a ver el mismo.

La forma normal de conseguir esto es con una estación oculta, pero vuelvo a insistir en que una estación oculta es parte de la tramoya, y su sentido es intercambiar trenes para producir este efecto visual en el tráfico, pero en modo alguno es una imitación de una estación real, De hecho todos estos elementos ocultos de las maquetas como las estaciones ocultas, las rampas helicoidales etc. nunca tratan de imitar nada real, ni en su aspecto ni en su función, porque naturalmente en el tren real no existen los modelos correspondientes.  Así que una estación oculta no trata de imitar una estación de ningún tipo (ni siquiera una estación subterránea, que si que existen en la realidad) En definitiva que no deberíamos llamarle estación.

Una estación oculta es un elemento que permite que cuando un tren llegue a ella, quede estacionado y en su lugar salga otro tren que continúa el recorrido. Lo apropiado es que cuando llegue otro tren salga un tercero, y asi sucesivamente, de manera que normalmente la estación oculta se convierte en un almacén de trenes, preparados para salir a hacer su recorrido, y en las más grandes puede haber docenas de trenes.  Realmente esto se puede conseguir de muchas formas. En internet se encuentran a veces dispositivos que tienen esta función y que consisten en plataformas deslizantes de muchas vías, plataformas giratorias, ascensores que funcionan como una noria... y muchos inventos más Por ejemplo: https://youtu.be/dxRJ9rdyX4c. Sin embargo la forma más sencilla de construirlas es mediante desvíos, así que el aspecto puede parecerse a una estación.

Este es el sentido de esta estación oculta, y parece que va a poder cumplir perfectamente su función.






martes, 7 de marzo de 2017

Del caos al orden

Algún lector se ha dirigido a mi, pidiendo que publicase el esquema eléctrico de la estación oculta que he venido describiendo en capítulos anteriores, porque tenía la intención de reproducirla. Seguramente piensa que para hacer todo ese cableado que se ha visto, había necesitado un preciso "plano de conexiones" Bueno, en realidad no es así, de modo que para que no parezca que quiero guardar algún secreto, he dedicado unas cuantas horas a dibujar el esquema que encabeza este artículo. Lo primero que hay que decir es que ese esquema de la cabecera no corresponde a mi estación oculta, ya que ésta tiene solo tres vías de estacionamiento. mientras que en mi maqueta hay ocho vías, así que es más del doble de lo dibujado. El objetivo de dibujar tres vías es porque de esa manera tenemos una primera vía, otra final y una intermedia, de modo que si queremos más de tres vías basta repetir el esquema de la vía intermedia tantas veces como sean necesarias, conservando el esquema de la primera y de la última que pueden tener ligeras variaciones. De esta forma cualquiera que quiera reproducir una estación oculta automatizada con este sistema lo puede hacer para cualquier número de vías, a partir de tres.

Y lo segundo que hay que decir es que como cualquiera puede apreciar a primera vista, un esquema así no sirve para nada, porque es un caos muy difícil de interpretar. 

Sobre este asunto, me ha pasado muchas veces que cuando me han pedido un esquema de algún circuito, incluso en casos más sencillos, como un bloqueo automático, hay una gran tendencia, sobre todo entre principiantes a cometer dos errores garrafales.

El primero es considerar que un esquema eléctrico es un plano del circuito a construir. Hay que quitarse eso de la cabeza inmediatamente, porque un esquema indica "qué se conecta con qué" y no es una "fotografía" de los cables que indica por donde discurren los cables. De hecho, si el esquema está bien hecho, debe estar pensado par facilitar la interpretación del funcionamiento del circuito, pero no de la forma de construirlo. Por ejemplo, en la imagen siguiente:

La figura 1 muestra lo que sería un esquema de un circuito en el que se conectan tres elementos representados por los rectángulos. Ese esquema significa que hay que unir el borne A del elemento de la izquierda con el borne C y con el borne E de los de la derecha, y también que hay que unir el borne B con el borne D y con el borne F. Eso y sólo eso. No dice cómo hay que disponer los cables para hacer ese circuito, y desde luego lo que no dice es que haya que hacer unos empalmes en medio de los cables como parece sugerir el dibujo de la figura 1.

Luego, el que monta el circuito, deberá llevar unos cables de unas bornas a otras, pero llevando los cables tal como sea más conveniente o más cómodo, con tal de que se cumpla que A se une con C y E y que B se une con D y F. En las figuras 2 y 3 he dibujado unos "cables" que serían dos formas distintas de hacer lo que indica el esquema (y hay más). Si se cumple que A se une con C y E y que B se une con D y F el cableado es correcto. Nótese que en ningún caso hay un empalme en medio de un cable, ya que cada cable va de un borne a otro siempre. Y ninguna de las diversas formas posibles de hacer el cableado es, en general,  mejor que otra desde el punto de vista del funcionamiento, asi que todas son válidas y en realidad el esquema representa todas esas posibilidades sin dar preferencia a ninguna. La elección de hacer un cableado u otro puede favorecer que se utilice menos cable, que sea más fácil o más cómodo hacerlo, etc, y muchas veces depende de la situación fisica de los elementos a conectar, pero no afecta al funcionamiento, y no es algo que dependa del diseñador, sino de la persona que monta el circuito. Por lo tanto que nadie espere en un esquema eléctrico un plano que le muestre como hacer el cableado.

El segundo error garrafal que cometen muchos principiantes es pretender montar todo un circuito más o menos complejo, y no probar nada hasta el final. Mi experiencia es que actuando así, lo que se consigue es que no funcione nunca, y lo peor es que no tengamos pista alguna de dónde puede estar el fallo. 

Siempre hay que hacer los circuitos paso a paso, verificando después de cada etapa que tenemos el funcionamiento previsto antes de empezar con la siguiente. De esta forma si al probar una etapa, algo no funciona, ya sabemos que el fallo hay que buscarlo en lo que hayamos hecho en esa última etapa.

Sin embargo, para hacer este montaje por etapas tenemos que saber qué etapas podemos hacer y que pruebas hay que hacer y qué resultados se pueden esperar en cada prueba. Desde luego si no se tiene ni idea de cómo funciona un circuito será muy dificil planear estas etapas. pero es que para montar un circuito con alguna garantía de éxito, hay que tener una idea bastante aproximada de su funcionamiento. Intentar montar un circuito sin saber nada de su funcionamiento, suele llevar al fracaso.

Así que si queremos hacer que este artículo sirva para alguien que quiera automatizar una estación oculta con este sistema, hay que hacer otra cosa. Lo que he hecho es volver a hacer el esquema inicial pero dibujándolo por etapas. En cada etapa lo único que se va a conservar igual, es el dibujo del esquema de vías y de los módulos, tanto los BLKS03 como los DDESVIO3.  Cada vez que dibuje una nueva etapa, todo el esquema de las etapas anteriores va a quedar difuminado como referencia, de manera que se vea solo claramente la parte de esquema que afecte a cada etapa.

La primera etapa, representa exclusivamente las conexiones de alimentación de los distintos elementos: (Las imágenes se amplían haciendo click en ellas)


Aquí ya vemos con claridad, el esquema de vías que lleva tres vías de estacionamiento VIA 1, VIA 2 y VIA 3 más una vía de sobrepaso en la parte superior Para entrar en cada vía hay un desvío que en este caso están indicados como D01, D02, y D03. Cada vía lleva además un tramo de parada aislado rotulados como T4P1, T4P2. y T4P3.

Los desvíos de salida no se han nombrado ni se han dibujado sus motores. En realidad se trata de desvíos sin motor ya que como se circula siempre según el sentido de la flecha éstos desvíos de salida se toman siempre de talón, permitiendo que las ruedas de los trenes muevan los espadines a la posición requerida.

Podemos ver que hay una alimentación de 9 V DC que alimenta uno de los controladores de tracción PWM71  Este controlador produce corriente de tracción PWM para este circuito, que se hace pasar por un limpiavías Gaugemaster, y a partir de aquí la corriente llega a las vías (conexiones roja y marrón). También se deriva uno de los polos a los Controladores de bloque BLKS03

La alimentación de loa BLKS03 (conexiones roja y negra) proviene de una fuente de 12 V de corriente continua. 

Por último hay una tercera alimentación de 15 V de corriente alterna  (conexiones verdes) que alimenta, por un lado El Gaugemaster y por otro una CDU33 que genera la alimentación para los controladores de desvío DDESVIO3 (conexiones naranja y gris)

En esta primera etapa, ya hay una cosa importante que comprobar, y es que los trenes circulan por todas las vías, excepto por los tramos de parada que están aislados. Además se pueden comprobar las tensiones de alimentación con un polímetro y ver que todo está dentro de lo previsto.

En la segunda etapa conectamos los módulos de control a los elementos que queremos controlar:

Aquí vemos que cada tramo de parada recibe alimentación desde la clema superior de salida de uno de los tres módulos BLKS03. (conexiones marrón  / roja / naranja) Como en la borna central de estos módulos teníamos alimentación procedente del controlador PWM71 cuando estos módulos estén en posición R los tramos de parada tendrán corriente mientras que si están en posición S no la tendrán 

En la clema inferior de salida de estos módulos se ha conectado el cátodo de tres leds de color naranja La otra borna de esta clema toma la corriente de la propia alimentación del modulo a través de una resistencia que hace de resistencia limitadora para el led. Los ánodos se unen directamente al positivo de la alimentación, asi que estos leds se encienden cuando el módulo está en posición S* y se apagan en posición R.

Por la parte de los DDESVIO3, vemos que hay dos módulos para tres desvíos ya que cada uno de estos módulos puede manejar dos desvíos. Los desvíos correspondientes se unen a los módulos mediante tres cables (verde azul y gris) que corresponden a los tres cables de mando de los desvíos.

Asimismo hay dos leds amarillos por cada desvío para indicar la posición del desvío. Estos leds se conectan directamente a las salidas de señalización de los DDESVIO3

Si todo es correcto en esta etapa, se podrá comprobar que los leds se iluminan y muestran el estado de los diversos módulos.

En la etapa siguiente montamos los conmutados que permiten manejar de forma manual cada uno de los módulos, usando para este fin las primeras puertas de las clemas de entrada de cada módulo


Podemos ver tres conmutadores de tipo (on)-off-(on) conectados a las puertas S y R de cada uno de los módulos BLKS03 y asimismo otros tres conmutadores del mismo tipo conectados a las puertas AS y BS (azules) y AR y BR (verdes) de los controladores de desvíos. Se han dibujado también las conexiones de masa (GND) en color gris de todos esos conmutadores Se puede advertir que las masas de los DDESVIO3 están conectadas a las de los BLKS03 a pesar de que tienen alimentaciones distintas.

Hechas estas conexiones se puede comprobar que todo el sistema funciona bajo el mando de los conmutadores del cuadro. Eso incluye el manejo de los desvíos y el arranque y parada de los trenes en los tramos de parada, así como las indicaciones luminosas en el cuadro. En el vídeo del artículo anterior a éste hay una extensa prueba con una locomotora circulado bajo el control manual que corresponde a las pruebas realizadas al finalizar esta etapa.

La siguiente etapa consiste en montar el control automático. Para eso necesitamos poner los sensores, que en este caso son dos sensores de efecto Hall en cada vía de estacionamiento, justamente delante y detrás de cada tramo de parada. Como los sensores Hall llevan tres cables y hay un total de 6 sensores esta etapa supone una complicación brusca del esquema, que pasa atener el aspecto siguiente:


En realidad lo que complica la imagen son las conexiones de alimentación de los sensores, ya que a cada uno de ellos llega una conexión de masa (gris) y otra conexión de alimentación (azul) mientras que ellos producen las salidas correspondientes (marrón, rojo, naranja) 

Nótese que los Hall llevan alimentación desde la fuente de 12 Voltios, y además hay un interruptor con un led azul de señalización, que permite cortar la alimentación de todos los sensores. Si cortamos este interruptor los sensores dejan de funcionar, y por tanto se para el sistema automático de la estación.

Para que se vea más clara la conexión de los sensores he dejado un dibujo con solo las conexiones de salida de los dos sensores Hall de la VIA2:
Cuando un tren llega por el desvío de entrada a una de las vías de estacionamiento en este caso VIA2 es porque el desvío de entrada a esa vía está en posición desviada (DDESVIO3 en posición S) al final de la vía de estacionamiento la locomotora activa el primero de los sensores, en este caso H2A. Este sensor, (conexiones rojas) actúa sobre:

  • El control del desvío de entrada a la vía. En este caso actúa sobre la puerta AS del controlador del desvio D02. Con esto el desvío pasa a la posición recta lo que impide que entre un segúndo tren a esta vía.
  • El control del tramo de parada  T4P2 que pasa la posición S con eso el tramo de parada se queda sin tensión y el tren se detiene al final de la vía de estacionamiento
  • El control del tramo de parada T4P3 o sea el de la vía siguiente a la que había entrado el tren. Este control pasa a la posición R con lo cual si había un tren en esa vía, arrancará y saldrá hacia la vía de salida.

Justo antes de salir, el tren actúa sobre el segundo sensor, en este caso sería H3B. Esta activación a la salida de un tren (conexión violeta para el caso de la (VIA2) lo que hace es poner el desvío de entada de la vía que queda libre por la salida de un tren, a la posición desviada, de manera que un tren que llegue por la vía de entrada, se meterá por el primer desvío que corresponda a una vía no ocupada

Naturalmente la ocupación de la última vía produce salida del tren que pudiese haber en la primera vìa 

Superponiendo todas estas imágenes obtenemos la imagen de la cabecera de este artículo, pero no cabe duda de que la forma correcta tanto para entender el funcionamiento como para realizar el montaje es seguir las etapas que aquí se han dado, Si se compara lo aquí expuesto con los vídeos de los artículos anteriores, se podrá ver que el montaje y las pruebas se han hecho siguiendo este guión.

Al principio de este artículo, decía que no tenía ningún esquema cuando he ido montando la instalación de mi estación oculta, y es que realmente no hace falta. Ya he comentado que la misión de un esquema, es mostrar qué debe conectarse con qué, de manera que si  uno tiene clara esa información no necesita ninguna imagen gráfica. Y realmente para decir qué hay que conectar con qué un gráfico no es precisamente la mejor forma

Al principio de este artículo puse un sencillo esquema que mostraba las conexiones entre tres dispositivos, uno situado a la izquierda y los otros a la derecha, cada uno con dos bornas de conexión. Pero la misma información la tenemos si hacemos una tabla como esta:

De hecho, una tabla de este estilo contiene más información que la imagen original. Ahora ya sabemos que el dispositivo de la izquierda se llama "1" y los de la derecha se llaman "2" y "3". Se puede comprobar que todo lo que necesitamos para realizar ese circuito lo tenemos perfectamente claro y resumido en esta tabla, y además si queremos añadir más información, como por ejemplo una identificación a cada conexión podemos añadir otra columna, y todas las que necesitemos. Estas tablas se realizan muy fácilmente con una aplicación como EXCEL y son muy prácticas para definir o documentar un cableado.

Ojo, que como dije al principio un esquema es lo adecuado para mostrar el funcionamiento de un circuito. En nuestro ejemplo en la imagen número 1 de la figura se ve al primer golpe de vista que la borna A se comunica con C y E lo cual no es tan evidente en la tabla. En definitiva, cada forma de representación tiene sus ventajas y sus inconvenientes para una u otra función: Para entender el funcionamiento del circuito es imprescindible el esquema. En cambio para servir de guía durante el montaje y sobre todo para conservarlo como documentación de cómo está hecho un cableado, lo mejor es una tabla.

Como ejemplo se puede ver a continuación un fragmento del Excel que recoge el cableado de mi maqueta, concretamente aquí vemos una parte de las conexiones de los sensores Hall


 Esta tabla la voy rellenando según hago el cableado, De esta forma, sin necesidad de un esquema, puedo ir dejando una referencia muy útil sobre todo de cara a futuras modificaciones o reparaciones.

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* En los módulos comandados por señales electrónicas, como es en este caso los DDESVIO3 y los BLKS03 se habla de dos "estados" identificados con las letras R y S que proceden de las palabras inglesas Set y Reset.

En el estado "R" indicamos que el equipo que controlamos está en posición normal. Por ejemplo en un desvío sería la posición recta, en un control de bloqueo la posición que permite circular los trenes, en un semáforo la posición de vía libre, etc. Por el contrario la posición "S" indica la situación alterada, por ejemplo desvío en posición en curva, tramo de parada cortado, semáforo en rojo etc.

Las señales de control cambian de una a otra posición estos elementos. Por ejemplo un sensor que se activa y está conectado a una puerta "S" pone al módulo en posición "S" y por el contrario si activamos un sensor conectado a una puerta "R" el módulo pasará a la posición "R" Como consecuencia el elemento manejado por el control, ya sea semáforo, desvío, etc se moverá a posición correspondiente.

No hay que perder de vista que la definición de cual es la posición S y cual es la R del elemento manejado depende de nuestra conveniencia. Si por ejemplo en un desvío queremos que la posición normal, o sea la R, sea con el desvío en posición desviado. bastará intercambiar las conexiones del desvío a su controlador para que esto sea así.