sábado, 8 de octubre de 2011

Mando y señalización de desvíos



El otro día comenté (Una maqueta excepcional) que Angel, un buen amigo mío y asiduo colaborador de este blog, está terminando una excepcional maqueta en escala Z. También comenté que Angel había optado por utilizar un mando digital para la tracción de los trenes, pero sin embargo ha mantenido el control de desvios de forma analógica. Esta es una solución muy utilizada por los modelistas, toda vez que el manejo de los desvios mediante un mando digital no aporta ninguna ventaja significativa respecto de su manejo manual. Muchos opinan que más bien es todo lo contrario.

Si nos fijamos en la fotografía de la cabecera, vemos que en modo digital, habría que marcar primero en el mando la dirección del desvío y luego ordenar el cambio de posición. Esto implica saberse de memoria la dirección de cada desvío. y pulsar unos cuantos botones. En cambio, con un cuadro de mando analógico como el que también vemos en la fotografía, basta pulsar un pulsador o un conmutador para cambiar el desvío, y no necesitamos conocer su número o dirección, ya que el esquema de vias representado en el cuadro de mandos nos indica de un vistazo cual es cada desvío. Además podemos tener en el cuadro algún tipo de señalización que nos indique la posición de cada uno.

En mi opinión el manejo de desvios por medio de un cuadro de mando con el esquema de las vias es el procedimiento más seguro rápido e intuitivo. Por cierto que los ferroviarios están de acuerdo con esto, y han utilizado este tipo de cuadros en todos los puestos de mando hasta que la electrónica los desplazó, pero aún así la imagen de los monitores de los programas de control representa también estos mismos esquemas.

Así que, de nuevo, en mi opinión, los mejores sistemas para el control de desvios de una maqueta son, o un cuadro de control manual con el correspondiente esquema de vias, o un programa de ordenador que presente ese mismo esquema de vías en la pantalla de un ordenador. Como saben mis lectores yo he desarrollado para mi maqueta un control por ordenador que está actualmente operativo. En el mercado existen una serie de programas para realizar esta función.

Sin embargo en muchos foros en los que participo, veo comentarios acerca de los distintos métodos de conseguir el manejo y señalización en un cuadro de mando de los desvíos de una maqueta, y en muchos casos se manejan conceptos confusos y muchas veces erróneos. Estos días, en uno de esos foros, he respondido a un cortertulio una consulta sobre este tema, y me ha pedido que le proporcione esquemas eléctricos de la forma de hacer las distintas opciones que existen. En respuesta a su petición he realizado estos esquemas, pero una vez hecho el esfuerzo, me ha parecido más rentable incluirlos en este blog, donde puedo dirigir a cualquiera que pregunte sobre esto en el futuro, que dejarlos perdidos en una respuesta a una pregunta de un foro. Lo que aquí voy a comentar es aplicable a cualquier escala, y no precisamente a la escala Z, que no tiene algunas de las opciones que voy a describir.

Lo primero que hay que aclarar es que la gran mayoría de los motores de desvíos se basan en la utilización de dos bobinas, que al ser recorridas por una corriente eléctrica atraen una armadura. Cada bobina atrae la armadura en sentido contrario, de modo que la armadura se mueve hacia uno u otro lado según qué bobina se active, y una vez que cesa la corriente permanece en la última posición a la que se movió. Es por tanto lo que se llama un dispositivo biestable, ya que tiene dos posiciones posibles que permanecen estables incluso cuando se desconecta la corriente. Unidos a la armadura, normalmente mediante un resorte, están los espadines del desvío, que por lo tanto se mueven a una u otra posición, y permanecen en ella mientras no se active la bobina contraria. Cada bobina tiene dos extremos del hilo que la forma, pero un extremo de cada bobina se conecta a un cable común de manera que del desvío salen tres hilos: Uno comun y otros dos, cada uno de los cuales lleva corriente a una de las bobinas y esta corriente retorna por el común.

Con objeto de que el movimiento sea seguro, se procura que la atracción generada por las bobinas sea potente. Como ésta depende de la intensidad y del número de vueltas de hilo de cada bobina, se hacen bobinas de muchas vueltas de hilo, y para que no ocupen demasiado se utiliza un hilo fínisimo (hilo de cobre esmaltado), que por lo tanto tiene una cierta resistencia. La resistencia de este hilo es suficiente para limitar la corriente que circula por la bobina a un valor conveniente, pero que es relativamente alto, del orden de 1 Amperio. Una intensidad menor haría que la atracción fuera demasiado débil. Pero si tenemos una bobina alimentada por ejemplo con 12 Voltios y la intensidad que circula por la bobina es de 1 Amperio se produce una disipación de potencia de 12 x 1 = 12 Watios que se convierte en calor. Como la bobina en si ,es pequeña no puede disipar este calor, así que se calienta rápidamente y en muy poco tiempo la temperatura se eleva tanto que se funde el aislamiento del hilo, provocando un cortocircuito y su destrucción.

Así que las bobinas de los desvíos, se queman rápidamente (en 15 segundos por ejemplo), si se mantiene la corriente circulando por ellas.

Un tema que muchas veces da lugar a errores es la diferencia entre alimentar la bobina con corriente continua o alterna. Sorprendentemente la diferencia es poca, porque aunque tendemos a pensar que con una corriente alterna se producirá alternativamente una atracción y una repulsión de la armadura, en realidad no es asi. La armadura, es un núcleo de hierro dulce que no está magnetizado y por lo tanto no tiene un polo norte y un polo sur que atraiga o repela los polos magnéticos de la bobina. La armadura se mueve hasta situarse en la posición en que abarque el máximo flujo magnético (que es la posición que reprenta la energía más baja), independientemente de si este campo magnético es continuo o fluctuante. Ciertamente con corriente alterna hay una cierta fluctuación de la fuerza que impulsa la armadura, lo cual se traduce en un sonido en forma de zumbido cuando la corriente es alterna, pero la fuerza atractiva es similar en ambos casos.

Otra diferencia es que una bobina, por estar formada por un número grande de espiras de cobre tiene, además de la resistencia propia del hilo, una reactancia que se opone a la corriente y que es mayor cuanto mayor sea la frecuencia de la corriente. Por este motivo (para una misma tensión eficaz) la intensidad que circula por una bobina es mayor con corriente continua que con corriente alterna, y por ese motivo, es más fácil que se quemen las bobinas con corriente continua que con alterna, pero al mismo tiempo, el movimiento con corriente continua es más potente, ya que la intensidad es mayor,  y menos ruidoso, debido a la ausencia de zumbido.

La conclusión de todo esto, es que hay que garantizar que la corriente que alimenta las bobinas tenga una duración muy corta, del orden de un segundo. Este tiempo de ser suficiente para mover el desvío con seguridad y no produce un calentamiento significativo de la bobina. La foma en que los fabricantes se enfrentan a este problema, y la forma en que podemos garantizar que se cumpla esta condición da lugar a las siguentes formas de conexión.

En todos los esquemas que siguen, se representa a la izquierda el transformador que suministra la corriente para los desvíos (salvo un caso puede ser corriente alterna o continua) y a la derecha las dos bobinas B1 y B2 de un desvío. En la zona central se representa el circuito de mando, que puede estar realizado con botoneras o ser construido en forma de cuadro de mando.


Figura 1. Mando por pulsadores

La figura 1 es el esquema más sencillo y el más clásico para conseguir el telemando de un desvío. Como vemos, hay dos pulsadores P1 y P2, y al pulsar cada uno de ellos cerramos uno de los dos circuitos que alimentan cada una de las bobinas B1 y B2. Casi todas las marcas tienen accesorios para crear este sistema.
Referencia Märklin 70729

Por ejemplo Märklin (Ref 70729) ha fabricado desde siempre unos pupitres de mando, cada uno con cuatro parejas de pulsadores con los que pueden manejarse cuatro desvíos distintos.

La forma de garantizar que no quemamos las bobinas con este tipo de dispositivos se basa en que sólo circula corriente mientras estamos presionando el botón del pulsador, así que se confía en la responsabilidad del usuario para no presionar los botones un tiempo excesivo. Este es el único sistema propuesto por Märklin para la escala Z

El problema con estos pupitres es que la forma de saber a qué desvío corresponde cada botón consiste en anotar sobre el propio pupitre (para eso lleva la banda blanca) un número u otra referencia, y sabernos de memoria cuál es el número o referencia de cada desvío.

Cuando los aficinados deciden construir un cuadro de mando esquemático, si queren mantener este modo de control, tienen que poner dos pulsadores para cada desvío. Normalmente se utilizan pulsadores de los usados en electrónica. Debido al poco espacio con que se suele contar en estos cuadros, poner dos pulsadores por cada desvío puede resultar un poco problemático. Una alternativa es utilizar un conmutador del tipo que tiene una posición central estable, y dos posiciones laterales no estables (SPDT Center Off) *

Ambas opciones tienen una dificultad: Ninguna de las dos mantiene una indicación de cuál es la posición actual de cada desvío.

Normalmente se desea que en un cuadro de este tipo haya una indicación visual (señalización) de cual es la posición de cada desvío. Esto puede lograrse de dos formas: Si el elemento que accionamos para mover el desvío es un conmutador con dos posiciones estables, podemos asociar cada una de estas posiciones a una posición de las agujas, y por lo tanto de un vistazo, saber cómo está cada desvío. Otra opción es añadir en el cuadro de mando unas señales luminosas que indiquen esa posición. Hoy usamos leds, y podemos poner un par de leds, por ejemplo uno verde y otro rojo, y encender uno de ellos según la posición de las agujas. También podemos usar un led bicolor, que se encienda en rojo en una posición y en verde en la otra posición. En este artículo trataremos de explicar cómo conectar esos Leds para obtener una visualización luminosa de la posición de cada desvío.

Como decíamos, con el método de los pulsadores confiamos en que el usuario no deje un botón presionado durante tanto tiempo como para quemar el desvío. Para hacerlo  más seguro existe un método de garantizar que aunque el desvío siga recibiendo tensión, la corriente en la bobina se interrupa en cuanto deja de ser necesaria, es decir, en el momento en el espadín ya se ha movido a la nueva posición. Para ello se colocan dos "microswitches" que son accionados por el propio movimiento de los espadines. Cuando el espadín ha llegado a su posición final, se actúa mecánicamente sobre el microswitch y éste interrupe el paso de la corriente aunque el dispositivo que maneja el desvío, ya sea pulsador, conmutador o lo que queramos permanezca conectado. Estos microswitches se llaman también microinterruptores o interruptores de final de carrera. La palabra microswitch no hace referncia a su tamaño, sino a que se activan con una fuerza mínima. Esto es necesario porque en un desvío, el movimiento de los espadines es muy ligero, y aún así deben ser capaces de accionar estos microswitches


Figura 2 Pulsadores  con Finales de carrera

La Figura 2 muestra un circuito análogo al de la figura 1, pero en un desvío que cuenta con finales de carrera, representados por F1 y F2. Podemos ver que aunque actuemos sobre el pulsador P1, la corriente no llega a la bobina B1 al estar abierto el final de carrera F1. Si pulsamos P2, la corriente atraviesa F2 y llega a la bobina B2, que mueve el desvío, pero al moverse las agujas se abrirá el final de carrera F2 y se cerrará F1. Al abrirse F2 se interrupe la corriente en B2 de manera que ya no circula corriente aunque mantengamos pulsado P2 indefinidamente.  Al quedar cerrado F1 el desvío queda preparado para moverse en sentido contrario cuando pulsemos P1.

El hecho de que podamos mantener pulsados los pulsadores indefinidamente después de que el desvío ya se ha movido, sin ningún peligro de quemar las bobinas, permite sustituir estos dos pulsadores por un único conmutador
Figura 3. Conmutador SPDT y Finales de carrera
Al poner un conmutador tipo SPDT, como S1 en la Figura 3, en lugar de los pulsadores, tenemos dos ventajas: Por un lado hay un sólo elemento de mando por cada desvío, en lugar de los dos pulsadores del método anterior, y además la posición del conmutador es una indicación visual de la posición del desvío. Sin embargo confiamos toda la seguridad contra el calentamiento de las boninas al buen funcionamiento de los microswitches. Por supuesto este método vale sólo para desvios equipados com estos microswitches de final de carrera.

 Hay un tercer método que combina las ventajas de un sólo conmutador para el mando de los desvíos y además es válido para desvíos sin finales de carrera, aunque requiere algunos componente electrónicos. El esquema es el siguiente:



Figura 4. Mando por descarga de condensador
En este caso, tenemos para cada desvío una pareja de condensadores C1 y C2 que se cargan a la polaridad inversa uno de otro mediante el circuito formado por las resistencias y diodos R1 D1 y R2 D2. En la posición mostrada en la figura, El condensador C2 quedará cargado a la tensión de pico de la corrienre altera que proporciona el transformador. Si en ese momento cambiamos el conmutador S1 a la posición B, el condensador C2 se descarga a través del diodo D4 atravesando la bobina B2. El diodo D3 impide que la corriente de descarga circule también por B1. Asi que al mover el comutador hemos provocado una corriente de corta duración, ya que sólo se mantiene hasta que el condensador queda descargado.

Una vez que el conmutador se ha movido a una posición, por ejemplo a la A en la figura 4, y una vez que el condensador se ha descargado, queda una corriente residual que viene de R1, D1 y D3 que sigue circulando indefinidamente por la bobina. La resistencias R1 y R2 limitan esta corriente a un valor insignificante que no produce ningún calentamiento.

Este método tiene la ventaja de que es intrínsecamente seguro, puesto que la corriente que mueve las bobinas proviene de un condensador, y por lo tanto está limitada en el tiempo. Como vemos el dispositivo de mando es un sencillo conmutador cuya posición sirve de señalización para indicar la posición del desvío. Los componentes electrónicos que se necesitan son muy baratos. Hay un ligero inconveniente, y es que los condensadores tardan unos cuantos segundos (3 o 4 segundos) en recargarse después de cada movimiento, así que no pueden hacerse dos movimientos muy seguidos del mismo desvío.

Algo curioso es que en este caso la alimentación tiene que ser obligatoriamente por corriente alterna, aunque realmente el impulso que circula por las bobinas es de corriente continua. También es curioso que sólo hay un cable de mando que llega desde el cuadro a cada desvío, en lugar de los dos cables que requiere cualquiera de los otros métodos

Valores típicos para este circuito son:  resistencias de 1000 ohm para R1 y R2 y condensadores de 1000 uF y 16 V para C1 y C2 . Los diodos pueden ser del tipo 1N40xx
La maqueta de Angel, de la que comenzaba hablando en este artículo, tiene este sistema de mando para los desvíos.

Como hemos visto, salvo en el caso de los pulsadores, la posición del conmutador en el cuadro de mando nos indica la posición de cada desvío, asi que en rigor no hace falta nada más. Sin embargo, la mayoría de los aficionados desean que sus cuadros de mando tengan indicación luminosa del estado de cada desvío, así que vamos a modificar los anteriores esquemas para conseguie que haya un par de leds que se enciendan alternativamente indicando la posición del desvío.

En todos los esquemas siguientes, y por simplificar, no he dibujado la resistencia que debe llevar cada led para limitar la corriente que lo atraviesa. Es necesario poner estas resistencias que dependen del valor de la tensión de alimentación y de las características de cada led.

Empezando por el final, la forma de dotar de señalización al circuito de descarga de condensador es sustituir el conmutador SPDT por uno DPDT y utilizar el segundo circuito para conmutar la alimentación de dos leds para señalización. El esquema será el siguente:

Figura 5 Señalización para el mando por descarga de condensador
Como vemos en la figura 5, el  Conmutador S1 lleva ahora un segundo circuito (lineas en verde) que en función de la posición alimenta uno de los dos leds. En la figura se toma la corriente de la misma alimentación que el circuito de mando, pero podría ser una alimentación independiente, ya que este circuito de luces es totalmente independiente y solo se corresponde con la posición de los desvíos gracias a la sincronización mecánica del doble conmutador S1.

Este tipo de señalización puede utilizarse en cualquiera de los esquemas anteriores en los que el mando estaba formado por un conmutador SPDT. Si ponemos en su lugar un DPDT con este circuito tendremos automáticamente conseguida la señalización.

Sin embargo, para el caso de desvios con finales de carrera, existe una posibilidad más sencilla. Se trata del esquema siguiente:


Figura 6 : Señalización con Finales de carrera

Como vemos en la figura 6, Si conectamos unos leds directamente a los terminales de salida del conmutador, la cooriente le llega permanentemente a uno de los leds, ya que el conmutador permanece en esa posición hasta que que cambiemos la posición del desvío. Al cambiar a posición alternativa, la corriente llega al otro led, asi que se enciende uno u otro de forma permanente según la posición del desvío. Este es el método de señalización más simple, pero evidentemente requiere un conmutador biestable que mantenga indefinidamente alimentados los leds, y consecuentemente requiere que los desvíos cuenten con interruptores de final de carrera. Y desde luego requiere que estos funcionen bien. Marklin tiene un pupitre de control (Referencia 72710) de desvíos basado en este esquema, pero naturalmente no puede utilizarse en escala Z cuyos desvíos no tienen finales de carrera.
Referencia Marklin 72710
Normalmente se utiliza en H0 con las vias C y K que si tienen los famosos microinterruptores. En la figura de la izquierda vemos este dispositivo, similar  al 70729 pero con unos pequeños leds que se encienden según la posición del desvío.

Así que nos queda por solucionar el caso del sistema de mando por pulsadores, que realmente es el más utilizado. El problema es que para el caso de mando por pulsadores, la forma de obtener una señalización luminosa es la más complicada de todas, y ello proviene del hecho de que mientras ambos pulsadores están levantados, no hay ninguna parte del circuito que tenga tensión, y por lo tanto no hay ninguna forma de detectar eléctricamente la situación del desvío. Tampoco es posible hacerlo mecánicamente porque los dos pulsadores son independientes y ambos permanecen en la posición de reposo hasta que son pulsados.

La única solución es utilizar un relé biestable de dos bobinas (Por ejemplo el V23079-B1203-B301), conectado en paralelo con el desvío. Cada vez que se mueve el desvío, movemos también la posición del relé, y con ello conseguimos tener un juego de contactos en el relé que se conectan y desconectan en paralelo con la posición del desvío. Es esquema sería el siguente:


Figura 7. Señalización por relé biestable
En la figura 7 vemos como el relé R1 se alimenta en paralelo con las bobinas del desvio, de manera que su posición marca la situación del mismo. El circuito representado en verde iluminará uno u otro led en función de la posición del relé y por tanto señalará la posición del desvío. Por supuesto que este circuito es válido para cualquiera de las otras opciones, pero resulta evidentemente más caro y más complejo que cualquiera de los anteriores,

Naturalmente, todo lo dicho vale para el mando analógico de los desvios y se utiliza por tanto en maquetas analógicas, o en aquellas que aunque la circulación de trenes se controle de forma digital, se haya preferido mantener el sistema analógico para el control de los aparatos de via. Los sistemas digitales utilizan otras técnicas de mando y señalización, y sobre todo cuando pasamos al control de los desvíos mediante ordenador, estamos en una situación completamente diferente.

Y un comentario más acerca de los fines de carrera o microswitches. Al ser mi escala la Z no tengo estos elementos en ningún desvío, pero he podido comprobar, como en los foros que hablan de productos Märklin se comenta repetidamente que estos elementos son una fuente continua de problemas, de modo que en muchos casos se recomienda que sean anulados o eliminados. Para muestra, remito a este comentario de otro seguidor de este blog:  Maqueta de Marco Retama. Por este motivo he incluido en mi comentario algunas frases acerca de la poca fiabilidad de estos elementos y de lo peligroso que puede ser confiar a ellos, de forma crítica, la seguridad de los desvíos. Evidentemente si estos elementos se anulan, no podrán utilizarse ninguno de los esquemas que se basan en su presencia.

Editado 20/11/2013

En esta fecha se ha publicado en este blog un artículo dedicado a la forma de suministrar alimentación a los sistemas de mando de desvíos, que constituye un interesante complemento a este artículo
.
El Enlace es este:  David contra,,, Titán


Editado 05/02/2014

En esta fecha se publica en este blog un artículo dedicado a un circuito elecrtrónico para mover desvíos por el método de descarga por condensador que incluye leds para señalización en un panel de control

El enlace es este: Otro Inventillo


Editado 27/01/2015

En esta fecha se publica en este blog un artículo que describe los fundamentos físicos en los que se basan los motores de desvíos de dos bobinas y se explica el funcionamiento con corriente alterna y continua.

El enlace es este: Tangana electromagnética

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* Hay una forma de denominar los conmutadores y también los relés con unas siglas que definen su configuración. SPDT significa Single Pole Double Throw, que en español solemos decir como "Un circuito dos posiciones". Como la nomenclatura por letras es más precisa, la utilizo aquí. Se puede consultar el siguiente documento para ver el significado de todas esas siglas: Switches explained

18 comentarios:

  1. ¡Formidable!

    Si después de leer ésto alguien tiene dudas ...
    que se lo vuelva a leer ;-)

    Un abraZo - Angel

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  2. ¡¡¡ Fantástico articulo!!! Mejor explicado imposible.
    Tengo dos comentarios Ignacio.
    1.- Si utilizamos tu DEMO 2 (https://sites.google.com/site/mimaquetaz/descargas), para el circuito Mando por descarga de condensador (Figura 4) la corriente que alimentamos el chip ULN28903 ¿es alterna o continua?. O la señal que sale es continua ¿no? Luego no sirve este circuito
    Es que me interesa porque con este circuito”Mando por descarga de condensador” que explicas tiene la ventaja que si por equivocacion en la programacion dejas la señal siempre “ON” quemarías la bobina ¿no?, y de este modo la proteges.
    2.- Para que sean tus articulos de lectura de referencia, te propondría que dibujaras las resistencias que van en serie con los leds de la figura 6.... Solo por prudencia para que nadie se equivoque, aunque ya se que lo pones por escrito, pero como una imagen vale más que mil palabras.

    Y por ultimo, articulos como éste no se ven en revistas especializadas, asi que felicidades... o animate a publicarlas.

    José María

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  3. Hola Jose Maria.

    Gracias por tus palabras de elogio.

    En principio el DEMU02 produce impulsos de 12 voltios que actúan directamente sobre las bobinas del desvío. La programación permite fijar la duración de esos impulsos y normalmento la tengo fijada en unos 200 milisegundos. Esta es la gran ventaja: el circuito es extraordinariamente simple.

    Naturalmente un error de programa podría producir una duración mucho mayor y quemar los desvíos, pero eso es prácticamente imposible. Una vez que el programa está probado no hay posibilidad ninguna de que el usuario pueda conseguir por error que se llegue a quemar un desvío.

    Desde luego estos impulsos son de corriente continua.

    El DEMU02 es un elemento de mi sistema de mando por ordenador y por lo tanto no tiene nada que ver con el circuito de mando por descarga de condensadores que aquí se ha descrito, y que es para sistemas de mando analógicos.

    Puestos a hacer inventos, como la salida de DEMU02 puede dirigirse a una placa DEMU04 que lleva relés biestables, podría hacerse que uno de estos relés tomase el papel del conmutador del circuito de mando por descarga de condensador.

    Lo que pasa es que haríamos una complicación enorme, con el coste correspondiente, para conseguir prácticamente el mismo resultado.

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  4. Gracias Ignacio.
    Lo preguntaba por si por casualidad se podía hacer lo que llamamos un POKA YOKE o sistema antierror. Me da pánico la programación y que pueda llegar a dar u pulso más largo de los 200 mmsg o por si damos señal a las dos bobinas a la vez.

    Independientemente muchas gracias por la respuesta y por tu trabajo.

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  5. Seis meses despues de su publicación, este artículo ha superado las mil lecturas, llegando a ser el artículo más leido de este blog.

    Cuando lo escribí no tenía idea de que pudiese tener tanta difusión. De haberlo sabido habría sido más cuidadoso en algunas descripciones, pero bueno, parece que así ha sido útil a muchas personas.

    Gracias por esta favorable acogida.

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    1. Pues seguramente arrastrado por este artículo tuyo, el mío sobre "descarga de condensadores" ha superado en estos días las mil lecturas y también es el más leido de mi blog; bien es verdad que lo puse hace tres años ahora.

      ZaludoZ - Angel

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  6. Hola el artículo me ha parecido muy bueno y te felicito por el.

    Pero, yo nunca emplearía conmutadores para mover las bobinas de un desvío, por propia experiencia y aún teniendo final de carrera, no es raro que las agujas no ternimen de efectuar el recorrido completo, por cualquier traba en la vía. Por lo que si no estás muy atento, una bobina de un desvío te puede durar menos que un caramelo a la puerta de un colegio.

    Por supuesto que esto es solo un consejo, que te da la experiencia, nada más que eso.

    Saludos
    Antonio

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  7. Hola Ignacio, estoy planificando la construcción de este sistema y tengo la siguiente duda: que pasa con el conmutador y el sistema en general, si entra un tren talonado al desvío, o si lo muevo por el "interruptor manual" que traen los desvios. ¿se desajusta todo o se mueve el conmutador?

    De antemano mucha gracias!!!!

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    1. y otra cosa, que esto de la electronica no se me da muy facil, en tus esquemas el cable rojo equivale a los dos azules del desvio y el azul al amarillo (desvios marklin)????

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    2. Hola Cristóbal

      Sobre tu primera pregunta, deberías concretar a que sistema te refieres, porque en el artículo se describen unos cuantos sistemas distintos.

      De todas formas, la mayoría de los desvíos y entre ellos los Märklin son "talonables", es decir que permiten que un tren pase por el desvío entrando desde la vía contraria a la que apuntan los espadines. Cuando esto ocurre los espadines se desplazan para permitir el paso de las pestañas de las ruedas y una vez que el tren ha pasado, los espadines quedan en la situación inicial gracias a la acción de un resorte. Por lo tanto ni se desajusta nada ni se mueve el conmutador ya que todo queda como en la situación inicial, antes de pasar el tren.

      Respecto a la posibilidad de mover manualmente el desvío, en ningún caso se va a mover el conmutador por lo que si cambias manualmente la posición del desvío la posición de los espadines ya no corresponde con la posición del conmutador. Dependiendo del caso, los sistemas que llevan señalización basada en interruptores de final de carrera si que cambiarán al mover manualmente el desvío, pero los basados en la posición del conmutador o los basados en un relé montado en paralelo, no cambiarán al mover el desvío de forma manual.

      Respecto de tu segunda pregunta, en los esquemas, el cable azul es el cable común, que en las desvíos Märklin es amarillo y los cables rojos, son los dos cables de mando, que en los desvíos Märklin son azules. Los esquemas son válidos para cualquier marca de desvíos y tanto para desvíos movidos por corriente continua como por corriente alterna, (salvo donde se indique lo contrario) por eso he usado los colores universalmente aceptados para representar el polo positivo (rojo) y el polo negativo (negro o azul)que es importante respetar para el caso de corriente continua sobre todo en los circuitos que llevan LEDS o diodos

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  8. Ignacio, quizás me haya perdido en el texto... pero existen algunos conmutadores con "doble contacto" (no sé bien el nombre) que permiten manejar dos circuitos independientes. En este caso usamos uno para las bobinas y otro para los leds.

    El problema es cuando no pasa bien el cambio. Uno de mis desvíos Arnold tiene alguna aspereceza que tras desarmar desvío y bobina no logré eliminar del todo: La bobina a veces activa su "fin de carrera" pero el cambio no se realizó y a veces el cambio se realiza pero la bobina no activa su fin de carrera. Esto me genera problemas al usar pulsador o interruptor, jejeje

    Aunque de momento los uso "a cable pelado" ya que no llegué a esa etapa de la maqueta aún.

    Un saludo coordial y grato artículo.

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    1. Hola.

      Los conmutadores a que te refieres se llaman "de dos circuitos dos posiciones" y también muchas veces se nombran como "DPDT" (Double Pole Double Trow)

      Evidentemente, si el desvío se atasca, se dessincroniza la señalización con la posición del desvío.

      Una buena práctica es poner un transformador muy potente, capaz de dar por ejemplo 3 o 4 amperios. El hacer esto es porque el consumo de los motores de desvíos suele ser alto, del orden de 1 o 2 amperios o más, de manera que si tenemos un transformador de poca potencia, en el momento de activar el desvío no es capaz de proporcionar toda la intensidad que demanda el desvío, y por eso, éste se mueva con poca fuerza y falla.

      De todas formas es un desperdicio utilizar un transformador capaz de dar dos o tres amperios constantemente, que por cierto, son caros y en cierto sentido peligrosos, para utilizarlo solamente durante unas pocas milésimas de segundo cada vez que movemos un desvío. El 99 por ciento del tiempo el transformador está ifrautilizado.

      Hay alternativas: una de ellas es el método de descarga de condensadores que se ve en este artículo. En este caso, la corriente que mueve el desvío no procede del transformador sino de la descarga de un condensador, y estos pueden proporcionar durante fracciones de segundo, intensidades muy altas quw mueven los desvíos con mucha fuerza. El transformador sólo se emplea para cargar los condensadores, y puede ser bastante pequeño, porque la carga se hace durante un tiempo mucho mayor que la descarga. Por ejemplo tres segundos frente a 200 milisegundos.

      Hay algún otro método, de conseguir almacenar carga eléctrica en un condensador y reforzar con ella el momento de mover los desvíos.

      La ventaja de estos sistemas no estriba sólo en que ayudan a mover los desvíos más perezosos, sino en que como la corriente proviene de un condensador, está muy limitada en el tiempo, de modo que es muy difícil que produzca algún daño a la instalación o a los motores de aguja. Por el contrario un cortocircuito en la salida de un transformador capaz de proporcionar cuatro amperios de forma indefinida, puede producir graves daños en el cableado, quemar las bobinas de los motores, etc etc.

      Un Saludo

      Un Saludo

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  9. Gracias Ignacio por este artículo tan práctico.
    En mi maqueta Marklin HO estoy planificando utilizar el método representado por la figura 4 gobernándolo con un PC. Para integrarlos sustituiría el conmutador SPDT por un relé controlado por Arduino. Quería consultarte si crees que tengo que hacer más modificaciones. Gracias.

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    1. Hola.
      Podrías hacerlo, pero no me parece práctico: El Arduino te dará una salida de 5 V y con muy poca intensidad, con lo que no puedes mover directamente un relé. Tendrías que ponerle un transistos Darligton o un circuito integrado ULN2803, para tener corriente suficiente para mover el relé. Pero es que si haces eso, tienes corriente suficiente para mover directamente el motor del desvío, asi que te sobra el relé y todo lo demás.

      La principal ventaja de ese circuitoes que al usar conmutadores para el mando tienes un conrol visual de la posición de los desvíos, por la posición de las palancas de los conmutadores. Pero si no hay conmutadores ya no tienes esa ventaja, y por otra parte si tienes un PC, supongo que el programa con que manejas los desvíos ya te da una indicación de su posición.

      Mi maqueta funciona por un sistema parecido al que tu propones: Hay un programa de ordenador que mediante una placa de comunicaciones (en tu caso ese papel lo hace Arduino) actúa sobre los desvíos, y desde luego no hay relés en ningún sitio.

      En este artículo tienes descrito el sistema:

      https://sites.google.com/site/mimaquetaz/descargas

      Un Saludo.

      Ignacio

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    2. Hola,
      Finalmente terminé de montar el circuito sustituyendo el interruptor por el relé que tenía en mente. Un Arduino controla el relé.
      Por si ayuda, comentar que mido en el pin de salida 51mA y se demuestra suficiente para mover el relé.

      Mi siguiente objetivo es programar una aplicación que me muestre en pantalla mi circuito de vías y en cada desvío se represente un control con su posición y posibilidad de cambio usando el ratón.
      Saludos

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    3. Hola otra vez
      Te has empeñado en poner un relé y ya te dije en el comentario anterior que no lo necesitas.

      Un ULN2803 se activa directamente con la salida del Arduino y puede manejar directamente el motor del desvío, ya que maneja perfectamente corrientes de más de 1 Amperio y de 12 o más voltios.

      Ademas un solo ULN2803 tiene ocho canales con lo que puedes manejar cuatro desvíos y sólo vale unos céntimos. ¿Cuantos relés necesitas para manejar cuatro desvíos con tu sistema?

      Sobre el software que quieres hacer parece algo muy parecido a lo que yo hice. Efectivamente se ve el dibujo del trazado y los desvíos aparecen en una u otra posición, y se activan picando sobre el desvío. Pero no hay controles de visual en cada desvío, Al picar en cualquier punto de la pantalla se detectan las coordenadas de pantalla y si corresponden al dibujo de un desvío se actúa sobre el desvío y sobre el dibujo.

      Quzá donde mejor se vea esto es en este vídeo, aunque corresponde a una versión muy antigua de mi programa

      http://youtu.be/hAtmTNyTCB8

      Un Saludo

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    4. Hola.
      Mis desvíos son Marklin HO de vía M y recomiendan 18V en alterna y una corriente que seguro es capaz de dar el ULN2803. Pero te consulto como conseguir los 18V en alterna si Arduino da 5V en continua y así se lo transmite a ULN2803.
      Gracias por tu ayuda.

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    5. Hola

      Todos los desvíos con motor de bobinas,incluyendo los Marklin M funcionan tanto con corriente alterna como con corriente continua. De hecho funcionan bastante mejor con corriente continua y además no suenan a chicharra.

      Asi que lo que tienes que hacer es alimentar los desvíos con corriente continua de 16 o 18 Voltios,

      La forma de conectarlos es llevar la salida positiva de 5 V de cada salida del Arduino a uno de los terminales de entrada del ULN2803 (patillas 1 a 8)
      y la masa del Arduino al 9 del ULN2803.

      Del la salida positiva de 18 voltios de la fuente de alimentación al cable amarillo de todos los desvíos y a la patilla 10 del ULN2803

      El negativo de la fuente de alimentación a la patilla 9 del ULN, con lo que queda unido al GND del Arduino

      Y los cables azules de los desvíos a las salidas del ULN (patillas 11 a 18)

      Lo que hace este circuito es que si no hay señal las salidas están aisladas, con lo cual no circula corriente por los cables azules. Cuando activas una entrada, por ejemplo metiendo 5 V a la patilla 1, se conecta la salida correspondiente, en este caso 18 a masa, con lo cual la corriente entra al desvio por el cable amarillo, sale por el azul, y retorna a masa por la patilla 18 a la 9 que es masa.

      Es decir, es exactamente lo mismo que hace una de las clásicas botoneras de Märklin, pero en lugar de activarse pulsando un botón se activa poniendo la entrada a +5V, que es lo que te da el Arduino.

      Un saludo

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