ESTE BLOG COMENZÓ A PUBLICARSE EN 2008, POR LO TANTO MUCHOS DE LOS TEMAS HAN QUEDADO DESACTUALIZADOS U OBSOLETOS. LOS LECTORES QUE DESEEN UTILIZAR ALGUNO DE LOS ELEMENTOS AQUI DESCRITOS DEBERÏAN ASEGURARSE DE BUSCAR LAS REFERENCIAS MAS MODERNAS DE LOS TEMAS DE SU INTERÉS. EL BUSCADOR INCLUIDO SERÄ UNA AYUDA PARA ESA BÚSQUEDA

sábado, 29 de mayo de 2010

Un poco de eléctrónica.


He estado buscando los circuitos demultiplexores a los que me refería ayer. He localizado 3, de los cuales el más apropiado parece ser el 74HC4514 cuya hoja de datos completa se puede ver pulsando en su nombre. En la cabecera de este artículo está su tabla de decisión. Para los no conocedores aclaro que estas tablas representan los valores que toman las salidas (otputs) del circuito en función de las entradas (inputs). Los valores posibles son dos: "H" que significa hight o alto y "L" que significa low o bajo. Si se alimenta el circuito con 5 voltios el valor alto es +5V y el valor bajo es 0V. La X significa que el valor de esa entrada no influye en la salida.

Como vemos en esa tabla, conforme los cuatro datos de entrada A0 a A3 , que serían los cuatro bites bajos de la señal de entrada van tomando las dieciséis combinaciones posibles, los datos de salida Q0 a Q15, van tomando el valor alto cada vez uno de ellos, exactamente lo que decía en mi artículo de ayer.

Nótese que hay un dato más, el indicado como "E" que yo llamo gatillo (en realidad "E" viene de ennabled, o sea "activado", y sirve para poner el circuito en estado activo o inactivo). Como vemos para que el circuito se comporte como queremos el gatillo debe estar al valor bajo. Si el gatillo está al valor alto, primera linea de la tabla, todas las salidas están al valor bajo. Esto es exactamente lo que necesito, ya que con esta función controlo cuál de los diferentes módulos está activo. Sólo estará activo aquél cuyo valor "E" sea bajo

Ayer decía que un circuito análogo serviría para activar el modulo necesario en cada caso, en respuesta a la posición de los cuatro bits altos. Ahora vemos que no tan análogo,  porque el circuito que hemos visto produce un valor alto en la salida activada, y para manejar el gatillo necesitamos lo contrario, una señal baja.

Afortunadamente hay 2 circuitos que hacen exactamente eso: El 74HC4515 y el 74HC154. El primero es la pareja del anterior pero "en negativo", es decir que las salidas son opuestas a las de la tabla mostrada, de forma que todas las salidas están a "H" menos la activada que está a "L", justo lo que necesito para activar el módulo.

El segundo hace exactamente lo mismo, pero su disposición de las patillas del chip es distinta, así que tengo que decidirme por uno u otro antes de diseñar el circuito impreso.

Así en cada uno de los posibles 16 módulos del demultiplexor tengo una de 16 posibles salidas activada en cada momento.

Ahora tengo que convertir esas salidas en una corriente capaz de activar el motor de un desvío o un relé biestable para accionar por ejemplo un "parking" (o sea una vía aislada que se puede conectar o no a la corriente de tracción, en función de la posición de un relé biestable) Como ya he comprobado, los motores de los desvíos funcionan perfectamente con corriente continua de 12 voltios, y por otro lado tengo localizados unos relés biestables de 12 voltios En RS-Online, de modo que la salida del multiplexor es idéntica para ambos casos (y también para desenganchadores). Así que no tengo que hacer ninguna distinción en si va a actuar sobre relés o sobre desvíos o desenganchadores.

Para actuar sobre estos dispositivos lo que hay que hacer es poner un transistor polarizado a 12 voltios que reciba por la base la señal de salida del multiplexor y se ponga en conducción produciendo una corriente de salida suficiente. Sin embargo, esta necesidad es tan común que se fabrica un chip especial para hacer esto y que en realidad son ocho transistores darlington en una cápsula común. Se trata del circuito ULN2803 que soporta cargas de 500 mA y hasta 95 Voltios, o sea más que suficiente.

Ahora tengo que pensar en algo, que muchas veces se desprecia, pero que es muy importante, sobre todo en este caso donde va a haber una serie de módulos que permiten ampliar un circuito. Me refiero a la organización de las tarjetas y la forma de conectar unas con otras. En principio me propongo emplear cable plano para las señales electrónicas, y clemas en las salidas finales, donde se conectarán los cables hacia los desvíos. Sin embargo aquí hay un problemilla, porque si en vez de salidas a desvíos hay que conectar un módulo de relés parece más propio el cable plano. Mmmm... ahora que lo pienso, tengo la maqueta llena de unas plaquitas que lo que hacen es pasar de cable plano a clemas y viceversa. ¡Pues problema resuelto! le pongo salida por cable plano y cuando haya que llevarla a desvíos y demás le meto una de estas plaquitas.

¡No hay como escribir las cosas para dejarlas bien pensadas!

viernes, 28 de mayo de 2010

De nuevo con los voltios


En el último artículo, explicaba los motivos que me tienen bastante paralizado en estos momentos en cuanto al progreso de mi maqueta.

La verdad es que independientemente, de que pueda seguir con la construcción o no, el siguiente paso debería ser comenzar con la parte electrónica. El problema es que estaba empeñado en que la parte electrónica debería comenzarla con el sistema de control de locomotoras, y esta parte tiene una implicación importante con la topología del circuito, en cuanto a número de cantones, diversas posibilidades de circulación, etc., de manera que ante la posibilidad de que acabe por tener que cambiar el trazado, me parecía un poco arriesgado lanzarme por ese camino.

Sin embargo me he dado cuenta de que hay otra parte, la que se refiere al manejo de los desvíos, desenganchadores, apartaderos, etc, que es "universal", en el sentido de que si hago un sistema para manejar estos elementos desde un ordenador,  me valdrá para cualquier maqueta, la actual o la que eventualmente pueda llegar a construir en el futuro, así que, puedo aprovechar esta pausa, para avanzar en ese sentido, lo mismo que hace algo más de un año, una pausa en el suministro de vía, me proporcionó tiempo para avanzar, y con mucho éxito, en el sistema de mando de locomotoras.

Sólo tengo un problema: a mi esto de la electrónica no me entusiasma. Me gusta mucho más trastear con las vías y los trenes, de manera que me da mucha pereza empezar otra vez con el soldador y los chips, pero, bueno, si se me da bien, pensaré en que todo va encaminado a la circulación de los trenes.

Voy a empezar a rescatar los papeles (cómo se olvidan las cosas) y me voy a centrar en el diseño del elemento central de todo el sistema: Este elemento se denominaría teóricamente "demultiplexor" y es un circuito electrónico, que en este caso debe tener 8 entradas y 256 salidas (nada menos) y que funciona de la siguiente forma:

Las 8 entradas pueden activarse independientemente, de manera que si están todas desactivadas la señal de entrada es 00000000; Si se activa el bit más bajo la señal sería 0000001.... y así sucesivamente hasta la señal 11111111 que corresponde a las 8 entradas activadas. Las posibilidades son 2 elevado a 8 que es precisamente 256  y lo que se pretende es que con cada una de esas 256 posibilidades se active una de las 256 salidas.

Como cualquier cosa que tenga 256 salidas es bastante monstruosa, voy a tratar de hacerlo con un diseño modular, es decir con módulos que decodifiquen 16 salidas. Así, según cuantas salidas necesite puedo usar más o menos módulos, hasta un máximo de 16, en cuyo caso tendría 16x16=256

Esto es bastante lógico, porque si nos fijamos las ocho entradas puedo considerarlas divididas en dos bloques de cuatro entradas cada uno   0000  0000  Los cuatro primeros serán los cuatro bites "altos" de la señal y los cuatro segundos serán los cuatro bites bajos. Si considero sólo los cuatro bites bajos, el número de señales posibles es 2 elevado a 4 que son 16, luego un módulo lo que tiene que hacer es convertir los cuatro bites bajos en las posibles 16 salidas, y eso hay unos cuantos circuitos electrónicos que lo realizan. De hecho el COLA02 que construí el año pasado hace exactamente eso

Por otra parte, un circuito análogo puede convertir la señal de los cuatro bites altos en sus correspondientes 16 salidas. Si cada una de estas salidas activa uno de los módulos, sólo uno de ellos estará activo cada vez, y por lo tanto sólo uno producirá una de sus 16 salidas. En definitiva: los cuatro bites altos determinan qué módulo se activa, y los cuatro bites bajos determinan qué salida, de las 16 de ese módulo, se activa.

¿Fácil no? Pues vamos a ello

Nota : la imagen de cabecera no tiene nada que ver con un circuito demultiplexor. De hecho es el esquema eléctrico del COLA 01, que ya fue construido el año pasado.

miércoles, 26 de mayo de 2010

Una explicación


Los seguidores de este blog, seguramente llevarán un cierto tiempo un tanto sorprendidos porque desde hace bastante tiempo no aparecen aquí avances en la construcción de mi maqueta. Creo que les debo una explicación, asi que no quiero retrasarla más.

Desde que comencé la construcción de esta maqueta, sabía que tarde o temprano tendría que ser transladada de domicilio. Por eso, he tenido cuidado de construirla de forma que sea desmontable, y por eso está dividida en tres partes que se pueden "desabrochar" de la estructura, con los mecanismos mostrados en la imagen de cabecera. Asimismo esos tres módulos están cableados de forma que son totalmente independientes entre si, de modo que solo la vía tiene continuidad de uno a otro módulo, y aún así detreminadas zonas de vía, como la estación principal y la estación oculta son fácilmente desmontables.

Todo esto es debido en que era consciente de que la casa que ahora ocupo, no tenía sentido mantenerla una vez que mis hijos abandonasen el "nido" familiar.

Una serie de circunstancias han adelantado algo esta situación, de manera que desde hace unos meses me encuetro amenazado por un cambio de casa en un plazo breve.

Siempre había considerado que cuando llegase ese momento, buscaría una casa, mucho más pequeña, desde luego, pero con espacio suficiente para montar mi maqueta. Al fin y al cabo  2,70 x 2,20 es una medida modesta, y cualquier habitación, pequeña es suficiente para alojarla. Esta es sin duda una de las grandes ventajas de la escala Z

El problema que me estoy encontrando ahora que estoy visitando posibles casas para mudarme a ellas, es que aunque en efecto en casi todas hay una pequeña habitación donde cabría mi maqueta, resulta que en todas estas habitaciones hay ventanas, puertas de armario, puerta de entrada, y otra serie de elementos que dificultan o impiden colocar la maqueta que tengo. Como se ha visto en este blog, la maqueta actualmente está situada en una habitación de paredes lisas sin más que una puerta estrecha y una ventana alta que no interfiere con la maqueta.

Asi que podría llegar a ocurrir que si impongo que pueda colocar mi maqueta actual, tendría que ocupar una casa que a lo mejor no resulta la mejor opción de entre las que estoy seleccionando. No me parece sensato condicionar la elección de una vivienda a que pueda acomodar precisamente mi maqueta actual.

Asi, que he decidido no empeñarme en imponer esa condición. Si me decido por una determinada vivienda, no será obligatorio que tenga una habitación donde pueda alojar mi maqueta actual. Si resulta que es así, bienvenida sea, pero si no es así, y las otras condiciones me convienen, me quedaré con la casa que tenga simplemente  una habitación pequeña para poner "una" maqueta.

Y naturalmente esto implicaría, desmontar mi actual maqueta en construcción, diseñar una adaptada al nuevo local, y comenzar de nuevo la construcción.

Está claro que en la actual situación de incertidumbre, cualquier avance en la construcción de mi maqueta actual, está detenido.

¡Por algo estaba yo empeñado en colocar la vía superpuesta y sujeta con clavos en lugar de pegarla!

El problema es que esta situación puede prolongarse por días semanas o meses, así que no tengo idea de cuándo podré tomar una decisión al respecto.

Afortunadamente, el tema de los trenes es inagotable, así que de momento mantendré abierto este blog, e informados a todos los lectores.


POSTDATA: Veo que hemos llegado a 40000 páginas vistas en este blog. ¡Enhorabuena a todos!

lunes, 10 de mayo de 2010

Concurso de proyectos



Los seguidores de este blog, seguramente han deducido, que tengo un gran interés en todos los temas relacionados con el diseño de maquetas. Sobre todo últimamente, he publicado aquí varios artículos relativos a temas tales como lo circuitos de hueso de perro,los bucles de retorno, las estaciones ocultas y demás temas relacionados con el proyecto del trazado de vías de una maqueta.

Simultáneamente ha dado la casualidad de que en el grupo de Yahoo, "LCTM", del cual soy participante, se producían unas consultas de varios compañeros pidiendo ayuda o consejo sobre  cómo llevar a cabo un proyecto de maqueta.

Esta conjunción de circustancias, me encendió la lucecita y se me ocurrió la idea de proponer al grupo LCTM que se hiciese un concurso de proyectos de maquetas, de manera que dado un planteamiento inicial común, una serie de concursantes hiciera su propio diseño de trazado de vías y al final se sometiera a la votación de los miembros del grupo para escoger un proyecto ganador. Al parecer la idea tuvo una acogida favorable, así que me he viso abocado a coordinar un concurso de proyectos de maquetas, que en realidad consta de dos fases: una primera para seleccionar la propuesta de circuito a realizar, y una segunda para hacer los proyectos de la proposición elegida y elegir el proyecto ganador.

Aunque la mayoría de los lectores de este blog, son visitantes del grupo LCTM, he incluido hoy este artículo para llamar la atención de los que no lo sean, sobre este certamen, de modo que si alguno está pensando en realizar próximamente una nueva maqueta, pueda optar a que su idea sea la seleccionada para el concurso. El plazo de presentación de propuestas está ya abierto y termina el 31 de Mayo.

Toda la documentación de este concurso, incluyendo la forma de hacer las propuestas y de hacerlas llegar al concurso están recogidas en esta dirección:


Es de suponer, dada la especialización del grupo LCTM que todas las propuestas se basen en el sistema Märklin de H0. Sin embargo no está estrictamente cerrada la utilización de otras escalas, como la Z






jueves, 6 de mayo de 2010

Huesos de perro y bucles de retorno


En un artículo anterior, hablaba de mi predilección por los circuitos con topología de "hueso de perro" y hacía énfasis en la característica de este tipo de circuitos que tienen un  recorrido muy largo, que aparenta doble vía, pero que en realidad es una sola vía, por lo que un tren que circula por él acaba por recorrer todo el circuito en ambos sentidos sin ninguna maniobra ni cambio de vía.

Claro que una maqueta, no sólo es un circuito, sino que al menos deberá tener una estación. En la imagen de cabecera he dibujado un esquema que a mi me gusta mucho como base para el trazado de una maqueta: Se trata en efecto de un hueso de perro, con sus dos lazos, aquí muy evidentes porque los he representado en rojo aunque en la realidad ambos deberían estar ocultos en el interior de túneles. El resto del circuito representado en azul, sería la parte visible del circuito, aunque hay que recordar que esto es sólo un esquema, de manera que esa parte azul puede ser todo lo larga y complicada que queramos y no necesariamente toda ella a la vista.

He representado también un esquema de estación. Esta estación sería una estación "de cruce" ya que llegan dos lineas de doble vía y salen otras dos líneas de doble vía. Cuando los trenes circulan por esa estación, si lo hacen en línea recta, es decir sin tomar ningún desvío, hacen el recorrido completo del hueso de perro, de manera que un tren circulando así acaba por pasar cuatro veces por la estación, dos en un sentido y dos en otro, antes de completar la vuelta completa al circuito. Sin embargo , utilizando algunos de los desvíos, es posible hacer que los trenes tomen otro camino y hagan circuitos más cortos, que se adelanten en la estación,, etc. En un esquema más acabado habría seguramente más desvíos, vías de apartadero etc. En definitiva una estación bastante grande que da mucho juego. En definitiva este esquema básico es suficiente para una maqueta de tamaño medio, De hecho este fue el esquema básico de mi primera maqueta en escala Z


Este trazado es ideal para hacerlo en H0 de 3 carriles, porque no tiene ninguna complicación eléctrica, pero cuando vamos a un sistema de dos carriles, como es la escala Z, nos encontramos con los típicos problemas debidos a la polaridad de las vías,

En efecto, si vemos el circuito tal como está representado en la imagen de cabecera, podemos comprobar que toda la parte representada en azul podría ser un sólo circuito eléctrico, y eso no produce ningún problema de polaridad. de manera que los trenes pueden circular por toda la zona de vías azules, y en particular por todos los desvíos de la estación (y más que hubiera) sin ningún problema. Esta situación es particularmente idónea para una instalación digital, ya que hay un solo circuito eléctrico, y en él puede haber varias locomotoras, circulando cada una de ellas en su sentido de acuerdo con lo ordenado por la central digital.

Por el contrario, en una instalación analógica se produce un problema: si nos fijamos, las cuatro vías que atraviesan la estación, deben ser recorridas por los trenes que circulan haciendo el circuito completo, en sentidos alternados.



Si nos fijamos en la imagen adjunta, las vías representadas en rojo, deben tener la polaridad que hace que los trenes circulen hacia la derecha (flecha roja) y las vías representadas en azul, deben tener la polaridad inversa, para que los trenes circulen en el sentido de la flecha azul. En estas condiciones todos los desvíos que unen una vía de un color con otra vía del color contrario, producirían un cortocircuito si estuviesen conectados a la misma fuente, así que habría que aislar todas esas uniones.

Además para que un tren pudiera circular por esos desvíos, por ejemplo desde una vía roja a una vía azul, habría que alterar momentáneamente la polaridad de la vía azul, para que el tren entrase en ella como circulando marcha atrás. (e efecto, estaría circulando en "marcha atrás" en la vía azul).

Esto es una complicación notable, y voy a explicar cómo la resolví, en mi primera maqueta de Z. Lo que hice fue colocar un conmutador de dos posiciones, a las que llamé "Maniobra" y "Circulación". En la posición de circulación el esquema de conexiones correspondía a la segunda figura, es decir, cada vía alimentada en el sentido correcto para la circulación de los trenes. Así podía tener varios trenes recorriendo el circuito y todos ellos pasaban por la estación en la dirección correspondiente. De hecho había además cuatro señales de salida en la estación que funcionaban como las cuatro señales de un bloqueo automático, de modo que los trenes se paraban y arrancaban automáticamente en la estación según se ocupaban o desocupaban los bloques correspondientes. Naturalmente en esta situación de "Circulación" estaba prohibido pasar de una vía a otra paralela en la estación, de modo que todos los desvíos debían permanecer en posición recta en esta opción.

Obsérvese que, en esta situación , si nos fijamos cómo queda la polaridad de las vías en los dos lazos del hueso de perro, representados en rojo en la figura inicial, vemos que no hay ningún cambio de polaridad, de modo que los trenes pueden recorrer esos lazos sin ningún problema, y en definitiva recorrer el circuito completo continuamente pasando cuatro veces por la estación en cada vuelta, y pudiendo circular tres trenes en bloqueo automático.

En la otra posición del conmutador (Maniobra) , las vías que estaban rojas en el esquema anterior cabiaban a la misma polaridad que las azules, de modo que todas las vías de la estación, y en general todas las vías de la maqueta, excepto las de los dos lazos de retorno quedaban alimentadas en paralelo. En esta situación ya se podían mover los trenes de una a otra vía y por lo tanto hacer toda clase de maniobras en la estación y en otras instalaciones no incluidas en el esquema. Sin embargo si nos fijamos en los lazos del hueso de perro ahora producirían un cortocircuito ya que unirían dos vías de distinta polaridad. Esto estaba resuelto de forma que a la entrada de cada uno de los dos lazo, había un tramo aislado de vía con un semáforo. De esta forma al poner el conmutador en "maniobra" se cortaba la alimentación del tramo y el semáforo se ponía en rojo. El tramo aislado evita el cortocircuito y detiene a los trenes que intenten entrar al lazo ante el semáforo rojo.

De esta forma se evita que ningún tren entre a los lazos cuando el conmutador está en la posición de maniobras, y por lo tanto acaban por detenerse todos en estos semáforos o en los de bloqueo. Esto garantiza que no va a haber ningún tren que intente entrar en la estación mientras ésta está en la posición de maniobras. y garantiza así que no se produzca ningún choque.

La verdad es que el sistema me ha funcionado bien por más de treinta años, así que lo puedo recomendar. De todas formas, en mi nueva maqueta me quité de encima este problema de modo que el circuito principal se recorre siempre sin problemas y la estación con todas sus vías y desvíos no forma parte del circuito principal. Todas las vías de la estación y sus instalaciones están en la misma polaridad, de modo que los trenes pueden pasar de cualquier vía a cualquier otra sin problemas. Sólo hay una situación en la que un tren, que proviene del circuito principal puede llegar a la estación y encontrarse la polaridad cambiada, pero eso está ya previsto con una pequeña zona a la entrada de la estación que puede ponerse en contacto con la estación o con el circuito principal. Esto es inevitable, porque si un tren sale con la locomotora en cabeza de la estación y luego vuelve a la estación entrando de nuevo con la locomotora por delante, en algún punto deberá haber habido un cambio de polaridad de la vía.

Y todo esto viene a que el otro día, viendo una página web que tiene multitud de esquemas de trazados de vía, (Base de datos de trazados de vía) me llamó la atencion uno de ellos en los que había  un caso parecido al mostrado aquí: Una estación con varias vías paralelas conectadas por desvíos, y dos de ellas salian hacia uno de los lados como una doble vía pero hacían un lazo de manera que era una vía semejante a uno de los lazos del hueso de perro. Lo que me sorprendió es que habían tratado este lazo como un bucle de retorno, es decir habían utilizado el "kit" para bucles de retorno que proporciona Märklin con la referencia 8993.

Normalmente se considera que un bucle de retorno se forma cuando un tren describe un bucle en forma de lazo y vuelve a salir a la misma vía por la que entró. Esto siempre es un cortocircuito y hay que resolverlo con una serie de vías aisladas vías de contacto y relés que cambian la polaridad de la vía de acceso, de manera que cuando el tren vuelve a la vía por la que entró, su polaridad está cambiada, funcionando el sistema de modo automático. Claro que aquí no volvía a la misma vía sino a la vía paralela, pero claro al llegar a la estación ambas vías están enlazadas por los desvíos de manera que obligatoriamente tienen la misma polaridad.

Así que al ver esto, se me puso cara de tonto pensando que había estado haciendo el panoli treinta años con mi complicado "Conmutador Circulación/Maniobra" cuando a lo mejor con uno de estos kits de bucle de retorno habría podido tener el problema resuelto de modo automático.

Menos mal que luego me tranquilicé al considerar como funciona este sistema; Supongamos que, en la figura inicial de este artículo, tenemos un trazado todo en paralelo, es decir todas las vías de la estación, y de hecho todas las vías del trazado con la misma polaridad, excepto los dos lazos representados aquí en rojo y que en esos lazos hemos puesto el sistema 8993. Supongamos ahora que un tren sale por ejemplo por la vía de la derecha hacia el bucle. El sistema tiene conectado el principio del bucle en la misma polaridad. Cuando el tren está ya dentro del bucle este sistema lo que hace es cambiar la polaridad de la vía exterior, de manera que cuando el tren salga, se encuentre con la polaridad adecuada al sentido que lleva, que es el contrario a cuando llegó al bucle 


Perfecto pero..... cuando el sistema cambia la polaridad de la vía exterior cambia la polaridad a TODA la vía exterior, ya que toda ella es un único circuito, así que si hay algún otro tren circulando, comenzará inmediatamente a circular marcha atrás. Tampoco vale pensar que no cambiamos la polaridad de toda la vía exterior porque si para evitarlo ponernos sectores aislados, en ellos se formarán puntos de cambio de polaridad.

Así que esto de poner los kits para bucles no resuelve el problema. De hecho yo diría que no puede haber ningún sistema automático que resuelva este problema, porque las dos configuraciones (la que permite una circulación continua de trenes y la que permite cambios de via en la estación) son mutuamente excluyentes, y solo el que maneja los trenes sabe cual de las dos configuraciones le interesa en cada momento.

Así que, bueno, no lo hice tan mal en aquella época.