viernes, 12 de diciembre de 2014

Lógica negativa


Hace unos meses, en un  foro de trenes, comenté que un determinado circuito funcionaba con lógica negativa. Esta expresión le debió resultar curiosa a un contertulio que hizo un chiste basado en la célebre frase de aquél entrenador de Barcelona, cuando dijo aquello de "tu siemprrre negatiffvvo".

Bromas aparte, se llama en electrónica, lógica negativa, a utilizar el valor de tensión 0 como valor activo o significativo, mientras que el valor alto de tensión normalmente 5 Voltios es la situación de reposo o inactividad. También se usa, refiriéndonos ya a una señal concreta la expresión "Active Low" para indicar que cuando esta señal se activa su valor cae a cero. Esto, al principio, resulta un poco chocante, pero tiene su explicación. Sin entrar en detalles, el nivel de tensión cero es la masa común de cualquier montaje, de manera que si conectamos un dispositivo con otro, las masas estarán conectadas. Entonces si un dispositivo tiene que emitir una señal hacia otro, con lógica positiva, tendría que saber qué tensión espera recibir el receptor y enviar ese nivel de tensión. Por el contrario si funcionamos con lógica negativa, el receptor mantiene su entrada a la tensión que quiera, sin que el emisor tenga ni que conocerla. Entonces cuando el emisor quiere enviar la señal, "cortocircuita" la línea de comunicación a masa con lo cual su tensión cae a cero y el receptor se entera de que le han mandado una señal. Es decir, el mismo emisor sirve para distintos receptores que trabajen incluso a tensiones distintas, y un receptor no necesita que el emisor le mande una determinada tensión, ya que él es que fija la tensión de la línea cuando está inactiva.

Obsérvese que si la función del emisor es cortocircuitar a masa una linea, puede ser un elemento tan simple como un pulsador o un interruptor, y no necesita siquiera una alimentación de energía, puesto que no envía tensión alguna por la linea.

Hace unos meses, publiqué unos artículos sobre un controlador que había diseñado, con simulación de inercia (PWM5I (I)  ,   PWM5I (II)  y  Split  ) que para mi, son de los más interesantes que he publicado sobre estos temas controladores electrónicos. En el último, se veía que había tomado la decisión de hacer este tipo de controlador en dos partes, por un lado un teclado, y por otro la placa de circuito, destinada a situarse debajo del tablero o del cuadro. Ambos elementos van unidos por un cable, y por tanto se trata de dos elementos que se comunican mediante señales eléctricas, que van del teclado al circuito. Como no pensaba que pudiera haber otra comunicación del circuito distinta de la del teclado utilicé, más que nada por no pensarlo bien, la lógica positiva, es decir que cuando pulsamos una tecla en el teclado, mandamos 5 voltios por uno de los hilos del cable.

Sin embargo ahora, con el tema de las puertas lógicas, he utilizado naturalmente la lógica negativa, En primer lugar por facilidad de intercomunicación de unos elementos con otros, y también porque los elementos más sencillos, que actúan como emisores, es decir un pulsador, un interruptor reed, o un interruptor Hall en realidad lo que hacen es cerrar un circuito que si lo hacemos que sea un cierre a masa genera una señal de tipo "Active Low" En particular los sensores Hall no pueden funcionar de otra forma.

Pero me di cuenta de que el controlador con simulación de inercia, era un elemento ideal para incorporarlo a este sistema, ya que todo lo que recibe son señales procedentes de pulsadores (las teclas del teclado) Me faltaba modificar el controlador para hacerlo actuar con lógica negativa. Pero claro, si lo incorporo al standard del funcionamiento mediante puertas, lo lógico es incorporarle varias puertas, lo mismo que los demás elementos.

Así que con un par de vueltas de tuerca más, ha surgido el controlador PWM05.3G  El "3G" indica que tiene tres puertas, pero claro, aquí no hay solo dos señales como con los desvíos, sino seis, una por cada tecla del teclado. Por eso, en la imagen de la cabecera, vemos que este circuito tiene tres conectores, cada uno de ellos con ocho vías (las seis señales mas la masa y la alimentación)

Lo demás es prácticamente idéntico al anterior PWM05I con algunos perfeccionamientos que ya comentaré.

Desde luego, un teclado unido por un cable, se enchufa a cualquiera de los conectores y ya tenemos el controlador funcionando, y naturalmente funciona como ya se vio en los artículos referenciados.

Sin embargo, si algún curioso lector hace la comparación, comprobará que el nuevo teclado tiene una tecla más, amarilla y rotulada como "PARADA" que el anterior no tenía. El efecto de esta tecla es que presionándola un momento, el tren empieza a decelerar hasta que se para, es decir es lo mismo que mantener presionada la tecla "FRENA" hasta la parada total. Para el manejo manual con el teclado, la verdad es que no aporta mucho, y seguramente por eso ni me plantee esta función en el equipo anterior.

Pero imaginemos que ponemos un sensor (por ejemplo un Hall) en la vía, a cierta distancia de un semáforo o de una estación. Se puede activar este Hall según se desee que el tren se pare ante el semáforo (de una forma tan simple como poner su terminal de alimentación conectado al mismo punto donde colocamos el led de señalización que se enciende cuando el semáforo está cerrado) De esta forma cuando el tren pasa sobre este sensor Hall, y si el sensor está activado, es decir si la luz está roja, el sensor Hall pondrá su salida a tierra, es decir dará una señal para el controlador, simplemente uniendo el terminal OUT del sensor Hall con una de las entradas libres de este controlador, y concretamente con el terminal B de una de estas entradas. Con esto, el tren iniciará una parada progresiva y acabará por detenerse en una distancia más o menos grande que podemos ajustar con los ajustes de aceleración y frenada del controlador.

Y quien dice una parada progresiva, dice también una parada total, si en vez del terminal "B" (de Brakes) lo hacemos con el terminal "S" (de Stop) . Por ejemplo podemos hacer un control de bloqueo en que no haya que cortar carriles para establecer los tramos de parada, sino que los trenes se detienen porque pasan sobre un sensor que emite la señal de "Stop" hacia el controlador. Y claro vuelven a arrancar cuando el sensor del siguiente cantón emite la señal de "Adelante"

En definitiva, que se abren un montón de posibilidades de automatismos, ya que estamos utilizando las mismas señales tanto para mover desvíos o señales como veíamos en el capítulo anterior, como para actuar sobre la marcha de los trenes. Hasta ahora eran dos sistemas muy independientes. ahora es posible una interacción mucho mayor, y desde luego más sencilla. Obsérvese por ejemplo que un sistema de acantonamiento como el descrito, no necesitaría los famosos relés biestables.


miércoles, 10 de diciembre de 2014

Jornada de puertas...abiertas




Ya he comentado en artículos anteriores, el fundamento teórico del sistema de controladores (o drivers) para dispositivos, basados en la utilización de puertas lógicas para manejar las señales que los activan.

Pero claro, hasta ahora, no se han visto más que dibujos y alguna que otra simulación por ordenador, La verdad es que el sistema es tan simple que no tenía ninguna duda de que podía funcionar perfectamente, pero siempre queda la duda hasta que no lo tenemos funcionando encima de la mesa del taller.

Asi que ayer, recibí una segunda partida de placas de PCB, y monté rápidamente los dos circuitos que había incluido en el pedido. Se trata del controlador para señales luminosas y el controlador para desvíos y señales de brazo.

Aquí seguramente algún lector que haya seguido atentamente este tema, puede encontrar´una contradicción: Inicialmente hablé de un controlador para desvíos y otro, distinto, para señales de brazo. En principio tanto los desvíos como las señales de brazo funcionan igual, es decir mediante un motor de bobinas, de manera que no se justifica hacer esta distinción. Sin embargo yo la había hecho pensando en los desvíos muy potentes, como los famosos PECO PL-10 que ya han dado que hablar en este blog (véase, David  contra Titán) por lo que había previsto un controlador para desvíos pesados como estos PL-10, basado en el método de descarga de condensador, y otro distinto para desvíos más pequeños, como los de la escala Z, y que además fuera adecuado para los semáforos de brazo.

Pero antes de hacer el controlador "heavy" decidí hacer el "light" y probar hasta dónde era capaz de llegar el modelo pequeño. Enseguida comento los resultados.

En el vídeo que encabeza este artículo se puede ver, primero la prueba del controlador de señales luminosas, que lleva la indicación SIGNAL.2G y después la prueba del controlador para desvíos, cuya denominación es DESV.2G Como se ve los nombres no son muy originales, pero aclaro que "2G" significa que lleva dos puertas lógicas por cada señal o cada desvío. Las placas de circuito impreso están hechas para dos señales o dos desvíos para optimizar la utilización de los circuitos integrados disponibles.

En el video se hace la prueba sencilla, es decir se manejan con pulsadores. Para resaltar que solamente se requieren pulsadores para accionar estos elementos, he utilizado una vetusta botonera de Märklin. Por cierto que esta botonera funciona bastante mal, y como se ve en el vídeo hay que apretar a veces con toda el alma para conseguir que funcione. Naturalmente podía haber utilizado conmutadores (on)-off-(on) o pulsadores tact-switch pero he preferido utilizar este elemento clásico para demostrar que no hay ningún truco.

Circuito SIGNAL.2G

De la prueba del SIGNAL.2G no hay mucho que decir: Se puede ver que, en efecto, mediante los pulsadores accionamos el circuito, y éste cambia las luces de las señales y además enciende y apaga unos leds, situados junto al circuito, pero que estarían en un cuadro de control.  Naturalmente, la señal permanece encendida después de pulsar el botón, y permanece indefinidamente, incluso aunque cortemos la corriente y la volvamos a conectar. El circuito lleva una batería para mantener el chip de memoria activado y que no se pierda la posición al cortar la corriente. En teoría esta batería debería durar años, pero es algo que tengo que verificar, por ejemplo analizando si la tensión de la batería va bajando.

Este circuito, como todos los demás de esta serie requiere alimentación que se tomará de lo que normalmente llamamos corriente de accesorios. Para que no haya incompatibilidades el circuito admite corriente alterna o continua (sin importar la polaridad) y con tensiones entre 9 y 16 voltios. O sea: casi cualquier cosa vale.

Como se puede ver es un circuito completamente electrónico, sin ningún relé. En las bornas de salida se puede conectar cualquier señal luminosa que conectaríamos a la corriente de accesorios con la que alimentamos el circuito.  Por supuesto hay que respetar las resistencias, y diodos que normalmente traen las señales en sus cables de conexión. Se supone que las señales construidas con leds tienen ánodo común. Si existe alguna con cátodo común, no valdría.

La imagen del vídeo resulta tan obvia que parece poco significativa, Sin embargo hay que considerar que estamos manejando una señal luminosa con pulsadores, y ésto, en general no es posible, ya que se necesita un conmutador de contacto permanente para este tipo de señales. En los foros de modelismo, se hacen muchas preguntas acerca de cuál sería la forma de conseguir que una señal cambie sus luces al mover un desvío. Con independencia de que yo no veo una situación que justifique que una señal cambie su indicación sincronizadamente con un desvío, ésta es una solución.

Circuito DESV.2G
A continuación empiezan las pruebas con DESV.2G. Vemos en el video, a a derecha, una tabla con varios desvíos de escala Z, de los cuales están conectados los dos centrales, cada uno a una de las dos zonas del controlador. En efecto, pulsando uno y y otro botón de la botonera de Marklin los desvíos cambian de posición y simultáneamente vemos como cambian y permanecen cambiados los leds que señalizan la situación de los desvíos.

¡Eureka!, tanto tiempo dando vueltas a cómo tener una forma de señalizar en un cuadro de control la posición de un desvío mediante leds (sin necesidad de que el desvío tenga finales de carrera y sin usar relés) y aquí está la solución. Y lo mismo que antes, una batería se encarga de mantener la memoria de la posición del desvío incluso con la alimentación desconectada. Naturalmente al tener dos puertas lógicas cada desvío se pueden  utilizar dos sistemas de órdenes distintos para manejar el desvío, por ejemplo uno manual desde un cuadro de control, y otro automático, por ejemplo mediante detectores de trenes. Como ya comenté hacer esto simplemente para obtener la señalización, me ha parecido siempre excesivo, paro ahora, al añadir la posibilidad de control mediante puertas lógicas ya se justifica plenamente el tema.

Entonces quise hacer la prueba de qué es lo que pasaba cuando conectamos a este circuito una pareja de desvíos con motores PL-10, que tienen fama de ser los más glotones en Amperios. La verdad es que no me hubiese sorprendido la clásica nubecilla de humo saliendo de uno de los integrados, pero no, no fue  así. El circuito funcionó perfectamente con los dos motores PL-10 conectados a corriente continua de 16 Voltios, sin dar la más mínima muestra de calentamiento. Incluso se ve en el vídeo como la fuente de alimentación indica que mientras se pulsa el botón, la corriente sube por encima de los dos Amperios, pero el circuito lo aguanta perfectamente. La verdad es que no lo esperaba.

Puestos a intentar romperlo, conecté los dos motores PL-10 en paralelo, y volví a hacer la prueba. La teoría dice que la intensidad debería ser el doble, es decir más de 4 Amperios. pero aquí ocurrió algo distinto: la fuente de alimentación de laboratorio que estaba utilizando es de 3 Amperios, así que, como se ve perfectamente en el vídeo, se enciende la luz de sobrecarga, y la corriente no pasa de unos 3,2 Amperios. Bueno, pues aún así, los desvíos funcionaban, y el circuito se mantuvo imperturbable sin dar la menor señal de calentamiento.

Al decir que los desvíos están conectados en paralelo, debo aclarar que están conectadas en paralelo las entradas de las dos secciones del circuito, de manera que el pulsador actúa sobre las dos entradas, pero luego cada desvío se conecta por separado a su sección correspondiente. O sea que es como si en el caso anterior pulsase dos pulsadores simultáneamente, pero cada desvío está conectado a una sección distinta. Bueno, es que eso precisamente es lo bueno: si quiero mover varios desvíos en paralelo, lo que debo hacer con este sistema es conectarle un controlador a cada desvío , y conectar en paralelo las entradas. De esta forma todo el sistema va individualizado por desvío y sólo la parte de alimentación desde la fuente es común.

Si recordamos que la señal que circula por los pulsadores de control es de sólo unos miliamperios, vemos que se llega a la bonita conclusión de que por ejemplo un único sensor de efecto Hall cuya intensidad no puede pasar de 25 mA es capaz de controlar varios desvíos con motores PECO PL-10.

Bueno, estaba dispuesto a llegar hasta el final. así que desconecté la fuente de laboratorio y alimenté el circuito desde una fuente de alimentación para desvíos que lleva una CDU (Unidad de descarga de condensador) de 33000 microfaradios. Este chisme es capaz de soltar ocho o diez amperios (eso si, durante décimas de segundo) si el conjunto de desvíos que conectamos a él lo demanda.  Pues ni así: En el vídeo vemos que todo sigue funcionando perfectamente, y lo único que se aprecia es una leve caída de luminosidad de los leds, después de cada movimiento, que se recupera apenas en un segundo. Esto se debe a que el condensador se descarga parcialmente y tarda un pequeño tiempo en recuperar la carga.

Así que si en vez de dos PL-10 tuviéramos más, no habría ningún problema, porque como el circuito está hecho para dos desvíos, si ponemos más desvíos hay que poner más controladores, uno para cada dos desvíos, así que ninguno se va sobrecargar más que lo que se ha sobrecargado en esta prueba. Naturalmente la alimentación, en este caso la CDU tiene que ser todo lo potente que sea necesario, pero los drivers DESV.2G aguantan sin problemas.

Como consecuencia de todo esto hay una conclusión muy clara: No necesito para nada un driver para desvíos potentes basado en el método de descarga de condensador.

Y también se ha demostrado que el sistema de control basado en puertas lógicas es perfectamente factible y tiene las ventajas que esperaba. Las puertas han quedado abiertas.

sábado, 6 de diciembre de 2014

Palancas y botones



En la imagen de la cabecera, se pueden apreciar progresos en mi nuevo cuadro de mando. Concretamente a la derecha, ya se ve, además del interruptor principal, y de un amperímetro digital, el sistema de control de tracción que voy a empezar usando. Ya comenté (Conduciendo locomotoras) que en mi opinión una forma muy adecuada par manejar el control de locomotoras, sobre todo cuando contamos con un sistema de simulación de inercia, es un joystick, asi que he colocado un control por joystick en el cuadro, complementado con pulsadores para la marcha adelante, paro y marcha atrás. Se trata de un joystick "digital" que es la forma chula de decir que no es un mando proporcional, sino simplemente unos interruptores que se cierran según hacia donde se mueva la palanca. Además en este caso los movimientos laterales están anulados así que en definitiva este control no hace otra cosa que lo que hace un conmutador "(on)-off-(on)", (ver nota *) es decir cerrar un circuito cuando la palanca se mueve en un sentido y cerrar otro circuito cuando se mueve en sentido contrario, y cuando soltamos la palanca, ésta vuelve al centro y se quedan abiertos los dos circuitos. O sea exactamente como los más de ochenta conmutadores "(on)-off-(on)" que voy a ir montando en el cuadro. Éste es sólo más grande y más cómodo de manejo, pero eléctricamente es lo mismo.

Controlador PWM05 con simulación de inercia y mandos por joystick
y tres pulsadores para cambio de dirección
Pero quería hacer notar una cosa: Tanto el joystick, que al soltarlo vuelve al centro, como los pulsadores, que los presionamos y al soltarlos vuelven a levantarse tienen una característica común: no conservan indicación alguna del efecto que han causado, en el movimiento de los trenes.

Por ejemplo, si comparamos esto con mis famosos controladores PWM04, en éstos para regular la velocidad hay un mando giratorio. La posición de este mando, se corresponde con la velocidad del tren, así que si ponemos algún tipo de flecha o cursor en el mando tendremos la visualización de la velocidad del tren que estamos controlando. Por otra parte, el conmutador "on.off-on" que lleva el PWM04 queda en el centro cuando el tren está parado, pero si lo movemos hacia delante, se queda en esa posición y hace que el tren se mueva hacia delante, y viceversa. Es decir mirando la posición del botón giratorio en el PWM04 nos hacemos idea de la velocidad, y mirando el conmutador sabemos si el tren se mueve y en qué sentido. En definitiva tanto un mando como el otro conservan la posición del último movimiento que hemos hecho sobre ellos, y eso nos da información de cómo se mueve el tren. Si queremos decirlo en plan cursi, diríamos que ese tipo de mandos presentan un feedback de información hacia el usuario
Controlador PWM04 . Mando de velocidad giratorio y conmutador
 de tres posiciones para cambio de dirección

Sin embargo, un control como el del cuadro, que es una versión del PWM05, no conserva esas indicaciones, así que carecemos de esa información. Por supuesto podemos poner unos leds que se enciendan si el tren marcha hacia delante o hacia atrás, o está parado, y ya puestos un display que nos marque la velocidad, pero son elementos distintos a los mandos con que controlamos el tren. Así que los joisticks y los pulsadores no tienen feedback mientras que los mandos giratorios y los conmutadores de dos posiciones si lo tienen.

¿Qué es mejor? Aparentemente, después de lo dicho, parece que es mejor un sistema de mandos como el PWM04, ya que tenemos una información para el usuario que de la otra forma no tenemos. Esto es cierto, siempre y cuando la información que recibamos a partir de la posición de esos controles sea cierta, pero si esta información puede ser falsa o confusa, es mejor no tenerla, o recurrir a otros medios para tener la información correcta. Seguro que todos los lectores estarán de acuerdo ante esta última frase, aunque probablemente se pregunten como puede no ser cierta la información.

Consideremos un controlador análogo al PWM05, es decir con control de inercia y parada automática, al que en vez de un joystick le ponemos un mando giratorio. Supongamos que llevamos el mando hasta por ejemplo el 80% de su recorrido. En un mando sin inercia, como PWM04, el tren se pone al 80% de su velocidad máxima, de forma casi instantánea y permanece en esa velocidad. Inconscientemente asociamos la posición de giro de nuestros dedos sobre el mando a la velocidad del tren.

Pero en un mando con simulación de inercia, si llevásemos el mando al 80% de su recorrido el tren no marcharía al 80% de su velocidad máxima hasta bastante tiempo después. Así que durante ese tiempo de aceleración, que puede ser de por ejemplo 10 o 20 segundos el tren no marcha a la velocidad que indica la posición del mando.

Esto produce una confusión en el operador. Al ver que el tren va más despacio de los esperado, tiende a girar el mando más de lo necesario, haciendo que el tren se pase de la velocidad deseada, lo que obliga a corregir hacia, atrás, etc.  Ha dejado de haber correspondencia entre la posición del mando y por lo tanto de nuestros dedos con la velocidad del tren, lo que produce la incómoda sensación de que el tren no obedece correctamente al control.

Pero el caso es todavía más llamativo si, como es el caso del PWM05 el controlador cuenta con parada automática. Esto quiere decir que cuando el controlador recibe una señal (por ejemplo al pasar sobre un sensor de la vía que está a una cierta distancia antes de un semáforo cerrado) efectúa una parada automática sin intervención del usuario, haciendo que el tren se pare progresivamente. Cuando el tren queda parado, si tuviésemos un mando de tipo giratorio, como no ha habido intervención manual, el mando giratorio seguiría marcando el 80% pero el tren estaría parado. Lo peor es que si queremos hacerlo arrancar de forma manual, como el mando está en el 80% si lo giramos más vamos a llegar enseguida al tope de giro sin que el tren haya pasado de una velocidad baja, digamos el 20%.

Este es el motivo de que no sea oportuno poner mandos de tipo giratorio en controladores con simulación de inercia, porque se pierde la asociación del giro de nuestros dedos con la velocidad del tren  y resulta difícil conseguir la velocidad deseada. Por supuesto, si el controlador tiene además parada automática, entonces ya es que es imposible el manejo con un mando giratorio. (Se puede poner un mando giratorio "sin tope" con giro indefinido en ambos sentidos. Esto ya lo hice utilizando para ello un encoder en Mousecab pero allí mismo hay un vídeo en el que se aprecia lo dificil que resulta controlar el tren, y la cantidad de vueltas que hay que dar al mando mientras el tren va un poco a su aire)

Obsérvese que con el mando por joystick estas dificultades desaparecen. El tren acelera mientras se presiona la palanca hacia delante, con mayor o menor aceleración dependiendo del ajuste de inercia del controlador y no de la posición de la palanca del joystick. Si soltamos la palanca, el tren mantiene la velocidad, y si presionamos hacia atrás el tren decelera.

Parece que hemos perdido posibilidades de control, pero no es así. Lo que ocurre es que ahora el mando que tenemos sólo tiene tres órdenes (acelera, mantén velocidad y frena) que no son proporcionales sino de tipo si o no. En este sentido son órdenes digitales. Y ha aparecido un nuevo factor de control: el tiempo. Cuanto más tiempo mantenemos la palanca hacia delante o hacia atrás más deprisa o más despacio circulará el tren.  En cambio con un mando rotatorio tendríamos una orden proporcional (diríamos que es una órden analógica) que sería el ángulo de giro del mando pero que resulta confusa porque no se corresponde con lo que realmente necesitamos para controlar el movimiento del tren. No tiene sentido utilizar un dispositivo de tipo analógico para controlar un dispositivo cuyo comportamiento es digital.

Obsérvese que con este sistema, tenemos un control muy intuitivo de los trenes, porque mientras presionamos la palanca el tren acelera, pero en cuanto alcanza la velocidad deseada, soltamos la palanca y el tren mantiene esa velocidad, y frena cuando llevamos la palanca hacia atrás. Es muy parecido a manejar un automóvil con el acelerador y el freno (ya se que acelerador y freno son proporcionales) De hecho es muy parecido a como se manejan los trenes reales más modernos.

Mando de desvíos con conmutadores de dos posiciones
Algo muy parecido ocurre con los desvíos. En otros lugares he discutido las ventajas de utilizar conmutadores de palanca para manejar los desvíos, Me refiero a conmutadores de dos posiciones, de manera que moviendo el conmutador a una posición el desvío se pone en una posición y el conmutador permanece en esa posición. Moviendo la palanca al otro extremo, el desvío cambia de posición y la palanca del conmutador queda en la posición que corresponde al último movimiento del desvío. Esto es perfecto porque basta mirar la palanca del conmutador para saber cómo está el desvío. Tan bueno es, que a pesar de que conseguir que un desvío funcione así, es complicado (se necesita un control de desvíos por descarga de condensador) muchos aficionados lo intentan.

Mando de desvíos con conmutadores (on)-off-(on) y leds indicadores
Sin embargo, nos ocurre lo mismo que antes: Esto está muy bien siempre y cuando garanticemos que la posición de la palanca indique siempre la posición del desvío. Así que de nuevo nos preguntamos si hay algún caso en el que pueda ocurrir que no sea cierta esta correspondencia y la respuesta de nuevo es que si, en el momento en que tengamos automatismos (por ejemplo para hacer itinerarios, para automatizar estaciones ocultas, etc.) En esos casos una orden (manual o procedente de un sensor por el paso de un tren) acciona uno o más desvíos cambiando su posición para dirigir el tren automáticamente por una vía determinada. Naturalmente si éstos desvíos cambian de posición automáticamente no podemos pretender que las palancas de sus conmutadores se muevan solas, así que si el desvío se ha movido y la palanca no, la información que da la palanca es falsa.

Evidentemente, en este caso, el método de los conmutadores de dos posiciones no sirve, de modo que hay que ir al manejo mediante pulsadores o mediante conmutadores "(on)-off-(on)" que quedan siempre en posición central. Es decir lo mismo que antes, el dispositivo de mando no permanece en la posición a la que lo hemos movido, sino que retorna a la posición neutra. Así que si queremos tener una indicación de cómo está el desvío hay que añadir unos leds que nos indiquen la posición del desvío Naturalmente estos leds cambian la indicación tanto si movemos manualmente el desvío con su palanca, o si el desvío se mueve automáticamente por una orden de un automatismo. El problema es que como los aficionados saben el conseguir que unos leds indiquen la posición de un desvío es complicado de conseguir, salvo en el caso particular de que los desvíos tengan interruptores de final de carrera.

Mando de alimentación de apartaderos. Conmutadores de dos posiciones y leds 
¿Mas casos? Si, desde luego: En toda maqueta analógica tenemos una serie de sectores aislados donde podemos dejar locomotoras estacionadas, para lo cual aislamos eléctricamente el sector  y lo alimentamos a través de un conmutador (en este caso basta un interruptor) Si movemos el conmutador para abrir el circuito, el sector queda aislado, y si lo cerramos el sector queda alimentado, así que la palanca del conmutador nos indica si el sector tiene alimentación o no..... mientras no tengamos un automatismo que haga que por ejemplo cuando un tren se encamina a una vía determinada de una estación oculta, además de mover los desvíos, conectamos la alimentación de esa vía. En este caso volvemos a estar en las mismas: necesitamos un led que nos indique si el sector está o no alimentado, y un conmutador con cero central, otra vez de tipo "(on)-off-(on)",  para que quede en posición neutra.

Mando de una señal luminosa (F1) . Conmutador (on)-off-(on) y leds
Y nos queda el caso más claro, el de las señales luminosas (mal llamadas semáforos). Digo que es el caso más claro porque una señal luminosa necesita obligatoriamente un conmutador con dos posiciones estables si queremos manejarla manualmente. No se puede manejar con pulsadores o con conmutadores con cero central, porque necesita constantemente recibir corriente para encender una u otra luz. Sin embargo, si esta señal forma parte de un bloqueo automático, o de un automatismo cualquiera, deberá ir cambiando las luces según el cantón que protege quede libre u ocupado. Así que estamos en las mismas. Tanto es así que normalmente las señales de un sistema de acantonamiento cambian las luces por medio de relés y no hay posibilidad de accionarlas de forma manual. Si queremos poner un mando manual que nos permita abrir o cerrar la señal de un cantón es un problema, y no digamos si lo que queremos es que además el relé del cantón alimente o corte la alimentación de ese cantón, pero sin afectar a los contiguos.  Y desde luego habá que usar conmutadores "(on)-off-(on)" y poner además leds para conocer la situación de la señal luminosa.

Así que, después de todo esto, parece que queda claro que, en cuanto queremos complicar nuestro sistema con automatismos, nos vemos obligados a abandonar la idea de utilizar mandos que con su situación nos indiquen cual es la situación de cada uno de los elementos a controlar, desligar el elemento de control, ya sea conmutador, joystick, pulsador o lo que sea, del elemento de señalización, que normalmente serán uno o dos leds, y desde luego los elementos de control, tienen que ser del tipo que NO mantiene la posición después de usarlos, ya que no se puede garantizar que siempre su posición coincida con la posición del elemento controlado.

Todo este preámbulo sirve para explicar el motivo que me ha llevado a diseñar una serie de circuitos electrónicos a los que llamo drivers cuya misión es facilitar y estandarizar el manejo de dispositivos (desvios señales. incluso trenes) con elementos de control "no permanentes" como los pulsadores joysticks, conmutadores "(on)-off-(on)" y obtener por un lado el control de esos dispositivos  y por otro la señalización mediante leds de la posición de esos elementos.

Por eso me he metido a construir este nuevo cuadro de control, ya que a partir de ahora, mi maqueta se va a convertir en el banco de pruebas de todos estos sistemas y por eso mi cuadro de control va a llevar unos ochenta conmutadores, todos ellos iguales de tipo "(on)-off-(on)" y además más de cien leds que serán los indicadores de la posición de los distintos elementos.

Todas las ordenes, tanto a semáforos, desvios,etc como a los propios controles de tracción van a ser por tanto "digitales" (en el sentido de que no son proporcionales sino sólo "si" o "no") y consisten en impulsos de 5 Voltios. siempre iguales para cualquier tipo de aparato lo que permite por ejemplo con un único sensor que detecte el paso de un tren mover un desvío, cambiar un semáforo a rojo y provocar una parada progresiva de un tren.

Y no olvidemos que ese único tipo de señal, es también posible generarla con toda facilidad con dispositivos como los Arduinos, los PIC's y las Interfases con PC's


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* Tipos de conmutadores

Un conmutador de dos posiciones "on-on" tiene dos posiciones permanentes, es decir que la palanca se puede dejar permanentemente en una de sus dos posiciones y en cada una de ellas deja un circuito conectado 

Un conmutador de dos posiciones "on-off" tiene dos posiciones permanentes pero solo una cierra un circuito v en la otra no hay ningún circuito cerrado. Le llamamos también interruptor sobre todo si no tiene terminal para la posición que no cierra ningún circuito 

Un conmutador de tres posiciones "on-off-on" tiene tres posiciones permanentes de las cuales las dos extremas cierran cada una un circuito, y la central no cierra ningún circuito.

Un conmutador de tres posiciones "(on)-off-(on)" tiene tres posiciones, pero solo la central es permanente, de modo que al soltar la palanca siempre retorna a la posición central. En cada posición extrema cierra un circuito y en la posición central no queda ningún circuito cerrado. Los paréntesis indican las posiciones que no son permanentes.