miércoles, 28 de julio de 2010

Rotondas digitales



 
Como ya he comentado, está comenzando a funcionar mi sistema de control por ordenador para los aparatos de vía y accesorios, lo que incluye desvíos, y desenganchadores, las señales mecánicas y los propios sectores aislados.

En la primera parte del vídeo aquí presentado se puede ver el sistema funcionando. En general he tratado de que se vea al mismo tiempo la pantalla del ordenador, y detrás el aparato de vía que está respondiendo a las instrucciones dadas desde el programa

 
Tenía pendiente un tema, y me refiero al control de los puentes giratorios. Ya he dedicado aquí algunos artículos a este tema,  y por cierto dejando las cosas un poco en el aire, ya que no acababa de convencerme ni la forma de conseguir el movimiento del puente, ni la forma de conseguir llevar la corriente de tracción a las vías del puente.

 
Aprovechando que tenía que esperar la llegada de suministros me he puesto a perfeccionar el programa de control para que pueda manejar los puentes giratorios de las rotondas, de una manera eficiente. El resultado obtenido ha sido muy positivo. Como se ve en la última parte del vídeo la cosa funciona así:

 
La imagen de la rotonda en la pantalla del programa, presenta una representación del puente, siempre situado en la misma posición que el puente en la maqueta. Esta imagen tiene un ensanchamiento, por la parte correspondiente a la cabina del puente para distinguir ambos extremos.

 
Cuando el usuario quiere mover el puente, pulsa sobre una de las dos flechas que tiene la imagen. Esto hace girar la imagen del puente en el sentido deseado. Repitiendo las pulsaciones el usuario mueve la imagen hasta que marque la posición a la que desea llevar el puente. Éste, mientras tanto,  todavía no se ha movido. Una vez que la imagen de pantalla muestra la posición deseada. se pulsa de nuevo, esta vez en el centro de la imagen. En ese momento, la imagen del puente retorna a mostrar la situación inicial del puente, el puente comienza a girar, y el fondo de la imagen cambia  a verde. Mientras el puente gira, la imagen permanece verde, y la imagen del puente va girando sincronizadamente en la pantalla. Cuando el puente llega a la posición deseada, el color verde desaparece, quedando la imagen del puente en la misma posición que el puente de la rotonda.

En algunos foros he visto en algún caso discusiones acerca de la mejor forma de digitalizar un puente giratorio. Parece que existen decoders especiales para esta función pero por lo que parece hay muchos problemas y en algunos caros es necesario incluso cambiar el cableado del puente. Mi sistema es bastante simple y desde luego no se necesita ninguna modificación en el puente. Simplemente se conectan los cables del puente a tres de los relés utilizados por el sistema. El primer relé controla el sentido de giro, el segundo controla la marcha y parada del puente y el tercero controla la polaridad de las vías del puente. Todo ello, sincronizado con los movimientos de la imagen de pantalla, se hace por software.

Hace unos meses, escribí aquí un artículo llamado precisamente "Rotonda" donde contaba los problemas que estaba encontrando para organizar la alimentación. En ese artículo, decía:

  • La otra solución es más drástica: Consiste en eliminar las celebérrimas chapitas de contacto. De esta forma las vías de parada llegan justo hasta el borde del puente, pero no se comunican con los carriles del puente. Los dos carriles del puente deben entonces recibir alimentación independientemente por medio de los cables de conexión del puente. Evidentemente hay que hacer algo para que el puente reciba esta corriente con la polaridad adecuada, lo cual no es fácil. Como sistema automático no se me ocurre ninguno, salvo que acabe de controlar todo esto con ordenador y el programa sea tan listo que conozca en cada momento la posición del puente
Es evidente que la condición expuesta en ese artículo se ha cumplido. Ahora el puente está controlado por ordenador y el sistema es efectivamente "tan listo" que conoce en cada momento la posición del puente. Tan es así que refleja esta posición en la pantalla del ordenador. Así que estoy en las condiciones ideales para utilizar esta opción que pasa por suprimir las famosas chapitas. Dicho y hecho: ayer fueron cuidadosamente extirpadas, con lo cual se han evitado problemas, ya que en algunos casos alguna de estas chapitas de enganchaba en la cabeza de un carril, entorpeciendo el movimiento del puente. Desde que hice esta operación , el puente gira estupendamente en ambos sentidos. Me falta todavía incluir en el software la función que manejará el sentido de la corriente en el puente, pero eso es muy sencillo.

miércoles, 21 de julio de 2010

Los tres juntos


Hace unos meses, en un foro, alguien me decía que estaba interesado en mi sistema de control por ordenador, y que si esperaba tenerlo a punto en un plazo breve.

Mi respuesta, después de agradecer su interés fue que debía tener en cuenta que me había embarcado en tres proyectos simultáneos:

    1. Diseño y construcción  de una gran maqueta en escala Z (Proyecto "FelsdreiStadt"

    2. Diseño y construcción de un sistema electrónico para el control por ordenador de la maqueta.(Proyecto "COLA"

   3. Análisis y desarrollo de un software específico para el manejo maquetas de tren basadas en el control electrónico del punto anterior.(Proyecto "ControlZ")


Y le decía... "cualquiera de esos tres proyectos son un serio desafío para ser realizados por una sola persona, así que imagínate lo que supone llevar a cabo los tres simultáneamente"

Estas consideraciones están plenamente en vigor, pero poco a poco van avanzando cada uno de los tres proyectos, y aunque hasta ahora, habían llevado cada uno un camino paralelo pero independiente, hoy por primera vez he puesto en funcionamiento los tres sistemas de forma conjunta.

La fotografía de cabecera, es el documento gráfico de éste, para mi, importante momento. La verdad es que la fotografía por si sola no dice demasiado, y de hecho, tampoco ha sido demasiado espectacular la prueba llevada a cabo: Simplemente he comprobado que pulsando con el ratón en la pantalla del ordenador, se producía el movimiento de los correspondienres desvíos, y que la imagen del ordenador cambia simúltáneamente con la posición de los mismos. Sólo había tres desvíos conectados al sistema, pero han funcionado según lo esperado.

En la imagen podemos ver perfectamente la maqueta, y delante el ordenador que la está manejando, con el programa ControlZ funcionando, mostrando el trazado de vias, y debajo, asoma el sistema de control con algunos de sus leds encendidos.

Por cierto que el programa ControlZ ya tiene sulogotipo, que podemos ver junto a estas líneas.


Están colocadas cuatro placas del demultiplexor, que son las que tengo fabricadas hasta ahora, sin embargo sólo están conectados los cables de la que está situada más al fondo, que es precisamente la placa F y por tanto la de direcciones más altas. Así que estos tres desvíos conectados (debían haber sido cuatro, pero parece que hay un error en el cableado de la maqueta en el cuarto desvío) son precisamente los de direcciones más altas, así que si éstos funcionan, los demás también funcionarán.

Está claro que a partir de ahora tengo que lanzarme a conectar todos los desvíos y demás aparatos de vía (desenganchadores,  interruptores de apartaderos y también quiero probar alguna señal) de manera que toda la maqueta se pueda manejar manualmente pero desde el ordenador. Es decir tener lo que sería el cuadro de mandos, en forma electrónica en el ordenador. Una segunda fase será la automatización de funciones (fundamentalmente el bloqueo automático, también de forma electrónica) y por último el control de las locomotoras.













jueves, 8 de julio de 2010

Desarrollo informático


En mis primeros tiempos de informático, tuve un jefe que decía muy a menudo esta frase: "en este negocio se hace el 90% del trabajo en el 10% del tiempo, y el 10% del trabajo en el 90% del tiempo". Quería decir algo que es habitual, en el desarrollo informático: en muy poco tiempo se puede tener un programa que aparentemente funciona, y que puede dar una buena idea del resultado final, pero llegar a ese resultado final con un programa completo, práctico y sólido (que no se interrumpa ante cualquier error) es muy trabajoso y requiere un tiempo desproporcionadamente alto.

Así que si alguno de los lectores de este blog, sacó la impresión en el pasado artículo, de que tenía casi acabado el programa de control, resultó engañado por esta peculiaridad de este oficio. Después de unas cuantas sesiones maratonianas, ahora ya si está casi terminado, así que puedo ir haciendo pruebas reales, y naturalmente la primera prueba es definir el trazado de mi maqueta

La imagen de la cabecera está obtenida de un ordenador de resolución media (1024 x 768 pixels) porque estoy haciendo el desarrollo para poder usar ordenadores pequeños para el control de la maqueta. Las imágenes son un poco bastas por esta causa, pero tienen legibilidad suficiente.

El hacer el diseño de forma que sea práctico es realmente una labor delicada. Como ya he repetido aquí no tiene que ser una imagen de las vías, semejante a un plano de planta del trazado como el que sería en este caso el siguiente:


Nótese que el esquema del programa de control es mucho más simple, por lo que resulta fácilmente interpretable. Hasta el punto que se puede seguir perfectamente el circuito principal de doble vía en forma de hueso de perro, que termina en un bucle en la esquina superior izquierda y en un segundo bucle que en este caso incluye la estación oculta en la zona izquierda. Ésta se ve perfectamente con sus seis vías de estacionamiento.

Efectivamente el dibujo del programa de control es muchísimo más simple, pero contiene todo lo esencial: En particular cada desvío está exactamente reproducido e identificado, así que se pueden ver con toda claridad los itinerarios que seguirán los trenes. En particular la estación principal está reproducida completamente horizontal, (mientras que en el plano toda la zona de apartaderos está en sentido vertical). así se ven todas la vías y desvíos de un solo vistazo.

Este programa tiene la particularidad de que se puede hacer zoom sobre cualquier zona de la pantalla. Por ejemplo la imagen siguiente muestra una vista de la estación principal ocupando toda la pantalla del ordenador:



De esta forma, si se están maniobrando trenes en esta zona, es posible trabajar sobre esta vista ampliada lo cual resulta mucho más cómodo. Hay una tecla que permite alternar de forma instantánea entre la vista general y la vista ampliada  y viceversa.

Como se ve, la imagen que se obtiene al hacer una de estas vistas cercanas es tremendamente parecida a las que se utilizan en los puestos de mando de las instalaciones del tren real, así que esto  me confirma que estoy en el buen camino.

Como podemos ver en esta última imagen, aparte de todos los aparatos de vía (desvíos sencillos y triples, travesías, etc) el programa puede representar otros accesorios como los desenganchadores y las señales, que serán también manejadas desde el programa. Incluso se pueden representar los puentes giratorios, que también deberán manejarse desde el programa.

Se observa que determinadas zonas de las vías se representan en gris: Estas zonas son apartaderos que pueden dejarse aislados para estacionar los trenes. Basta tocar en uno de ellos para activar el relé que lo conecta, con lo cual el dibujo mostrará la vía de su color.

He incluído en el esquema, unos pequeños círculitos de color que representan los detectores de paso (en mi caso contactos reed). Si se incluyen, cosa que no es obligatoria, se podrá automatizar el funcionamiento de los trenes.

Véase también algo que es bastante tonto, pero que creo que será práctico. Se pueden incluir unos rectángulos como el que vemos con el texto "Luz Estación" Al picar en esos rectángulos se mueve un relé que puede hacer que se apaguen o enciendan las luces de la estación. Estos "interruptores electrónicos" se pueden colocar en la zona que correspondería al elemento que manejan, como la estación en este caso, o bien colocarse agrupados en una zona, como se ve en la imagen de cabecera, donde vemos dos más de estos elementos, uno apagado y otro encendido, en el ángulo inferior izquierdo.

Como comenté, el programa tiene dos modos de funcionamiento. En el modo de "operación" se manejan todos los aparatos de vía desde el programa. Previamente se ha debido crear el esquema de vías, para lo cual se emplea el modo "diseño", donde el programa presenta una serie de herramientas para definir el trazado de vías y todos los accesorios. La siguiente imagen presenta una fase de la definición del trazado de mi maqueta:


Se advertirá que el color de fondo de la pantalla es distinto de las imágenes anteriores tomadas del modo "Operación". Esta es una de las opciones del programa, que permite definir muchas opciones de visualización, entre otras los colores de fondo para los diseños.

En unos pocos días voy a poder comenzar las pruebas reales del programa, es decir voy a comenzar a manejar la maqueta con este programa de control. Ya iré contando la experiencia.

jueves, 1 de julio de 2010

Estudio de informática



Como los seguidores de este blog habrán comprobado, el último mes he hecho unos grandes progresos en cuanto al desarrollo de los equipos electrónicos que manejarán la maqueta. La verdad es que todas las pruebas han sido un éxito completo, así que ahora solo falta entrar en la fase de producción, es decir fabricar las ocho placas DEMU 2 y las siete u ocho placas DEMU 4 que voy a necesitar. Voy a hacer un pedido de material bastante grande par poder terminar todo ese equipo.

Sin embargo, antes de lanzarme a ello, quería probar los prototipos que tengo con un programa que sea ya próximo a la forma definitiva en la que van a funcionar. Es decir, según el esquema publicado en el artículo "Esquemas eléctricos" debería haber un ordenador ejecutando un programa llamado "ControlZ" que es el que maneja todo el sistema.

En ese artículo se da por supuesta la existencia de este software, pero en realidad no es así. El año pasado hice una parte de ese programa que me sirvió para comprobar el funcionamiento de las locomotoras, pero toda la parte de manejo de aparatos de vía, que es justamente lo que ahora estoy haciendo no existía.

Así que que he cerrado momentáneamente el laboratorio de electrónica y he abierto el estudio de informática. Algunas personas piensan que ambas disciplinas están muy relacionadas, pero en realidad no es así. Yo me he pasado toda la vida trabajando en informática y nunca me ha hecho falta saber lo que era un transistor. De hecho, me considero muy malo como electrónico y bastante bueno como informático, (estaría bueno después de toda una vida profesional)

Así que me he lanzado sobre el teclado y me he puesto a programar la parte del programa que manejará el control de los aparatos de vía. Después de unos chirridos iniciales, (se nota la falta de práctica) he cogido ya una buena velocidad de crucero.

Lo malo de esta actividad es que es muy poco fotogénica. Así como con la electrónica se pueden obtener bonitas fotografías llenas de leds parpadeantes y cables multicolores, con el desarrollo informático la única foto posible el del programador absorto ante la pantalla, con el único aliciente de acompañarlo con un café o una cerveza.

Afortunadamente éste es un programa muy gráfico, de modo que también se pueden obtener algunas imágenes interesantes de las pantallas de visualización. La fotografía de la cabecera es un buen ejemplo.

Este tipo de programas deben presentar un esquema de vías en la pantalla y sobre este esquema, el usuario interactúa recibiendo información y ordenando el movimiento de señales agujas, desenganchadores etc. Pero para conseguir esto hay que tener el esquema de vías, de manera que se necesita una primera parte que sirva para dibujar un esquema del trazado. No se trata de que sea exactamente un plano de las vías, ni siquiera un esquema geométrico más o menos aproximado, sino más bien un esquema de la topología de las vías de forma que se vean claramente los posibles itinerarios y la posición de las agujas que definen el camino que seguirán los trenes. En todo caso, cualquiera que sea la forma de representarlo se necesita una herramienta para dibujar el esquema de vías, y es lo primero que hay que tener, porque la parte operativa se basa en este esquema.

Así que he dedicado unos cuantos días a programar este "Editor de vías" (como lo llamó mi hijo que ha heredado mi profesión) y ya va estando operativo,

La imagen de cabecera muestra una imagen en el momento en el que el usuario está creando el esquema del trazado. Como se ve dispone de una "paleta" con una serie de imágenes que permiten definir cualquier trazado de vías. Además se pueden variar los colores, con un significado que en realidad puede ser lo que el usuario quiera, pero que parece lógico asignar a diferentes circuitos eléctricos.

El programa en realidad tiene dos modos de operación. La imagen anterior es típica de la fase de diseño en la que se define la geometría y se asignan las direcciones y otros datos técnicos a los aparatos de vía, tal como se ve en la imagen adjunta.

A la izquierda se ve una ventana de datos de un desvío al que damos un nombre, "D14" en el ejemplo, y podemos definir su situación y las direcciones de las distintas posiciones que puede adoptar

Una vez establecidos todos los datos de definición, el programa tiene un segundo modo de funcionamiento para la operación de la maqueta. La imagen visualizada es similar, pero ahora se representa en cada momento la situación de cada aparato de vía, y se puede modificar sin más que clicar en la pantalla sobre ellos.

La imagen de la derecha, corresponde a esta segunda fase. Como se ve, cada desvío muestra claramente la posición de las agujas.

Tuve la tentación de saltarme la parte de definición, de modo que se partiese del esquema predefinido de mi maqueta. Sin embargo, esto haría muy difícil utilizar este programa para cualquier otra maqueta, y no me pareció una solución "decente", así que realmente he hecho un programa que permite definir facilmente una maqueta de cualquier tamaño. Esto es un buena noticia para algunos lectores de este blog, que ya han manifestado sus deseos de poder contar para sus maquetas con un sistema de mando del estilo de la mía. Es posible que en un futuro, puedan tener a su disposición una copia de este programa.