martes, 3 de octubre de 2017

Vuelta a casa


Los que siguen este blog hace tiempo, saben que suelo tomarme unas largas vacaciones durante el verano que suelen incluir todo el mes de Septiembre. ¡Las ventajas de estar jubilado!.

En algún caso, he puesto aquí un cartel de "cerrado por vacaciones" para avisar de esta circunstancia, pero en los últimos años no lo he hecho porque aún durante ese tiempo y a pesar de las limitaciones técnicas para conectarme a Internet, he publicado algún artículo, muchas veces inspirado en algún comentario leído en los foros, en los que sigo participando durante ese tiempo.

Sin embargo, este año, no ha habido ningún comentario que me haya impulsado para escribir un artículo, no se si porque no se ha publicado ningún tema en el que yo pudiera aportar algo interesante, o porque no he sabido verlo.

En cualquier caso ya me he reincorporado, no solamente a la función "bloguera" sino también he vuelto a poner en marcha la tienda asociada a este blog.

Y también como ocurrió estos dos últimos años, ha ocurrido que al reabrir la tienda, he sido desbordado por pedidos de compañeros que seguramente estaban esperando esta reapertura para hacer sus pedidos.

Por cierto, y hablando de la tienda, la he puesto un poco al día, y sobre todo en cuanto a la documentación y descripción de los elementos. Al final, en la parte de controladores, han quedado sólamente los cuatro de la serie PWM70, es decir PWM71, PWM72, PWM73SI y PWM74TM.

Desafortunadamente (para mi) esto ha supuesto que el vídeo PWM70, que tanto trabajo me costó hacer y cuyo destino era precisamente el ilustrar sobre el funcionamiento de los controladores, se haya quedado obsoleto y ya no corresponde con los modelos que están a la venta.

Asi que una de las labores que si que he hecho este verano, ha sido preparar un documento que explique precisamente el funcionamiento y características de estos controladores. Me he esforzado en que sea especialmente corto, y aún así explicar, partiendo de cero, el funcionamiento de estos controladores y el porqué de los diferentes modelos, de manera que una persona que aterrice por primera vez en este asunto pueda sacar con bastante rapidez una imagen clara del tema.

Realmente, el documento está pensado para la tienda, pero he pensado que muchos lectores de este blog, que puedan haberse sentido desorientados con tantos cambios y tantas explicaciones que he ido dando a lo largo de muchos meses, podrían agradecer también una explicación clara y concisa sobre el "estado del arte" de estos controladores.

Así que para facilitar la consulta, pongo a continuación el enlace a la página de la tienda, donde se incluye esta descripción.

CONTROLADORES PWM70

En cuanto salga del apretón de pedidos reanudaré los trabajos en mi maqueta. A ver si para el próximo verano ya está operativo todo el trazado, aunque la decoración seguramente tendrá que seguir esperando.



viernes, 7 de julio de 2017

¡ 500.000 !


Los contadores de visitas anuncian que hoy acaba de alcanzarse el medio millón de páginas vistas en este blog.

No es que la cifra sea muy fiable, porque los tres sistemas de conteo que están midiendo estos accesos dan cifras bastante discrepantes, pero bueno, en algún momento había que dar por buena la cifra.  Por otra parte cuando este blog se inició, no tenía ningún sistema de conteo, y luego se fueron incorporando primero "Contador Gratis", luego Google Analytics, y por último el contador de Blogger. Así que el origen de la cuenta es distinto en cada caso. El que hoy ha llegado a 500000 es lógicamente el más antiguo.

Desde luego, lo que procede en primer lugar es agradecer a los muchos lectores de este blog su fidelidad, que se sigue manteniendo y aumentando después de casi nueve años de darle vueltas a un tema realmente minoritario, como son los trenes en miniatura. Si además consideramos que la orientación de este blog es prioritariamente hacia la escala Z que todavía es mucho más minoritaria, el haber llegado a este punto parece un tanto milagroso.

Y bueno, espero que nos sigamos viendo por aquí durante mucho más tiempo.

GRACIAS A TODOS

martes, 27 de junio de 2017

Los últimos desarrollos


PWM75VO

Llevo ya unos cuantos meses tratando de dar por finalizados los desarrollos de nuevos controladores, pero los seguidores de este blog habrán visto que siempre aparece alguna nueva idea que me hace darle alguna vuelta de tuerca más al tema. El problema de esto, es que si me dedico a la electrónica, abandono la construcción de la maqueta, pero por otro lado me resulta imposible no desarrollar una nueva idea sobre electrónica cuando veo la posibilidad de una mejora. Por otra parte, todos los desarrollos en electrónica va a acabar siendo utilizados en mi maqueta, así que mientras no tenga claro qué elementos voy a utilizar, me resulta complicado continuar la construcción de la misma.

Eso mismo me ha ocurrido en las últimas semanas. Tenía la idea de cómo hacer un controlador con el sistema de "velocidad objetivo". Si podía hacer eso, tenía muy claro que quería usarlo en la maqueta, poniendo uno para cantón, pero eso suponía cambiar la idea de utilizar controladores PWM71 que ya se han visto en fotografías y videos del cuadro de control. Eso suponía prácticamente rehacer todo el panel central del cuadro de control, así que había que tomar una decisión rápidamente.

Bueno, pues el controlador con velocidad objetivo lo he desarrollado y hasta le he puesto nombre: PWM75VO. y es el que vemos en la imagen de la cabecera. La verdad es que la idea de cómo hacerlo era buena, y relativamente sencilla. De hecho las simulaciones de ordenador funcionan perfectamente. Sin embargo la realización práctica se ha complicado mucho, entre otras cosas porque es un sistema "muy analógico", es decir que las variaciones de tensión son importantes, y eso hace que el sistema sea demasiado inestable y que los circuitos que manejan este tipo de señales resulten un tanto caprichosos.

Por otra parte, ¡como siempre!, me he pasado de ambicioso, ya que ese circuito, además de controlar la velocidad debía detectar el paso de la locomotora por cada señal, de manera que al pasar por una señal verde se encendiese el led y pulsador verde y automáticamente la locomotora comenzase a acelerar hasta su velocidad objetivo, al pasar ante una señal amarilla se encendiese el led y pulsador amarillo y la locomotora empezase a frenar, y al pasar por una señal roja, se encendiese el led y pulsador rojo y la locomotora se parase automáticamente. Este funcionamiento recuerda mucho al sistema ASFA (Anuncio de Señales y Frenado Automático) empleado en el ferrocarril español durante muchos años. La verdad es que todo eso ha funcionado, pero de manera bastante inestable sin que haya conseguido corregirlo

 Así que después de un par de tandas de circuitos impresos fabricadas en China,  y multitud de horas dedicadas al desarrollo diseño y montaje de ese prototipo de la imagen de la cabecera, he decidido dejar de invertir tiempo y dinero en ese proyecto, y quedarme con los dos controladores con simulación de inercia que ya se han visto por aquí: PWM73SI y PWM74TM y abandonar el proyecto de un simulador por velocidad objetivo, y por lo tanto no modificar el cuadro de control previsto para mi maqueta.

Así que al final y como resumen de este tema que me ha ocupado los dos últimos años, tendremos ( y estarán en la tienda) dos controladores con simulador de inercia:

PWM73SI

PWM74TM
El sistema de ambos controladores es muy parecido y en ambos hay un sistema de simulación de inercia que permite que la velocidad del tren suba de cero a su valor máximo en un tiempo ajustable entre 3 segundos y unos 70 segundos.

La diferencia del PWM74TM es que incorpora un temporizador que permite que la aceleración y la frenada se puedan hacer de manera automática, y no sea necesario mantener pulsado el botón de aceleración o de freno durante todo el tiempo que queremos que dure esa aceleración o frenada. Con el PWM74TM esta aceleración o frenada se mantiene automáticamente durante un tiempo ajustable entre 3 y 40 segundos. Esto permite iniciar una frenada progresiva por ejemplo cuando el tren se acerca a una señal roja, de forma automática, o realizar una arrancada progresiva, cuando la reñal pasa a verde, también de forma automática.

En los siguientes videos, podemos ver el funcionamiento de ambos controladores. En ambos casos se ve el funcionamiento del control de inercia, que es prácticamente idéntico en ambos y también la posibilidad que tienen ambos de incorporar el velocímetro VELAN para indicar la velocidad del tren que están manejando. También en ambos casos vemos la posibilidad de manejo con un joystick, posibilidad que resulta muy interesante en estos controladores que tienen simulación de inercia.










En el video del PWM74TM vemos, además de lo que es común con su compañero. el manejo del temporizador, y sobre todo, al final del video, una demostración de cómo funciona el sistema de parada automática. Se han puesto en el circuito dos "señales" (unos leds montados en una placa) que mediante un BLKS03 y pulsadores se pueden encender y apagar. En el video vemos como cuando las señales están en verde, el tren circula normalmente, pero cuando la señal principal pasa a rojo y la señal avanzada pasa a amarillo (que sería "anuncio de parada") al pasar el tren por esa señal, inicia automáticamente una frenada progresiva que le lleva a pararse delante de la señal principal en rojo.

Hacer esto es bastante sencillo, como puede verse en el siguiente esquema:

En primer lugar vemos que el PWM74PM alimenta normalmente la vía (lineas azules) y en la vía no hay ningún corte de carril ni nada parecido. Es decir: las paradas y arrancadas que vemos se deben al controlador, no a cortar o conectar la alimentación de las vías.

Por otro lado tenemos dos semáforos, el primero SA verde/amarillo que hace la función de señal avanzada, y el segundo SP verde/rojo que hace la función de señal principal. Para manejar estas señales se ha colocado un BLKS03 con dos pulsadores P1 y P2.  Para tratar de reproducir el caso más habitual, se ha hecho un montaje para semáforos de ánodo común, asi que los ánodos de todos los leds van unidos directamente al positivo de la alimentación (rojo), Los cátodos con sus correspondientes resistencias de unen a las bornas S y R de la clema inferior del BLKS03. mientras que la borna central C queda unida al negativo de la alimentación.

Asi que pulsando P2 activamos la entrada S y el BLKS03 se pone en estado S conectando las bornas C de las clemas a las bornas S. Con ello el negativo de la alimentación llega a los cátodos de los leds rojo y amarillo y éstos se encienden (líneas violeta) . Pulsando P1 activamos la entrada R, pasando BLKS03 al estado R y conectando por tanto las bornas R a las bornas R con lo que el negativo de la alimentación llega a los cátodos de los leds verdes y estos se encienden (lineas marrones)

Obsérvese que con todo lo anterior lo único que hemos hecho es encender las luces verdes al pulsar P1 y encender las luces roja o amarilla de las señales al pulsar P2, pero nada que influya en absoluto en la marcha de los trenes.

El siguiente tema es que situamos un sensor, en este caso un sensor Hall un poco antes de la señal avanzada. Naturalmente cuando un tren pasa sobre ese sensor, lo activa y si su señal (linea verde) llega a la borna B del PWM74TM éste inicia una parada progresiva. Sin embargo no queremos que siempre que un tren pase sobre el sensor se active la parada, sino solamente cuando las señales están en amarillo y rojo. Para conseguir eso, el cable de señal del sensor pasa por la borna superior del BLKS03. Así que la señal sólo llega al controlador si el BLKS03 está en la posición S (luces amarilla y roja encendidas) y no llega si el BLK está en posición R (luces verdes encendidas)

Como se ve en el video, es difícil conseguir que la parada se produzca con precisión en el punto en que está la señal roja, ya que unas veces la locomotora se para demasiado pronto y otras demasiado tarde. Hay que ajustar con sumo cuidado los valores de inercia y temporización para conseguirlo. Sin embargo es muy fácil solucionar ese tema, pues basta poner un segundo sensor en el punto donde queremos que se detenga la locomotora. Este sensor activará la función S del controlador, con lo que la locomotora se parará inmediatamente. Aunque no haya llegado a ese punto con velocidad cero, irá ya muy despacio, así que el efecto será el deseado

En el video se ve también que una vez que la locomotora se para, para que vuelva a arrancar se pulsa el botón de arrancada temporizada de forma manual. Si queremos automatizar esta acción, por ejemplo para que la locomotora arranque cuando se libera el cantón siguiente, bastará que la señal que indica la apertura del cantón  active la función  T del controlador para que se active la arrancada progresiva.

Con todo esto queda claro que se puede montar un bloqueo automático en el cual los trenes paran y arrancan de forma progresiva "obedeciendo" a las señales principales y avanzadas, siempre y cuando hagamos que cada cantón tenga su propio controlador PWM74TM. De hecho si en el gráfico anterior, consideramos que los pulsadores P1 y P2 se sustituyen por sensores de vía situados en los puntos de cambio de cantón, esto ya es casi el esquema de un cantón del sistema de bloqueo automático. De hecho las señales no son más que un adorno, de modo que podemos prescindir de las avanzadas o incluso de ambas,

Desde hace muchos años, los aficionados a los trenes han querido montar sistemas de bloqueo automático en los que se evite el feo efecto de que el tren se pare de manera brusca ante una señal en rojo (por haber entrado a un tramo de parada quedándose sin tensión) En los sistemas digitales se usa cada vez más el sistema ABC que introduce una asimetría el la señal digital en los tramos que preceden a las señales, para que los trenes hagan una parada progresiva delante de los semáforos. Sin embargo, para el caso de trenes analógicos,  los antiguos sistemas denominados "módulos de frenada" no han tenido nunca demasiado éxito, seguramente porque funcionan a base de generar una bajada progresiva de la tensión de alimentación, y ya sabemos que la respuesta de los motores de continua a las bajadas de tensión son muy irregulares.

La ventaja del PWM74TM está en que, al ser un sistema PWM, la bajada de velocidad se produce por variación del ancho de pulso, manteniendo constante la tensión de pico. Basta ver el video, para darse cuenta que este sistema es mucho más perfecto, consiguiendo frenadas y arrancadas espectacularmente progresivas.










lunes, 22 de mayo de 2017

Cuesta arriba


Después de un par de semanas un tanto parado, he reanudado el trabajo con la construcción de mi maqueta.

Tocaba continuar poniendo vía, y en un largo tramo sin incidencia alguna (léanse desvíos etc) para pasar desde el nivel de la estación oculta hasta el nivel de la estación principal. Se trata por lo tanto de un trabajo bastante monótono, pero en fin, es necesario. De ahí viene el título de este artículo, porque se me ha hecho un poco cuesta arriba, hacerlo, y coincide con que se trata de realizar una verdadera cuesta arriba.

Como en ocasiones anteriores he grabado un vídeo que muestra cómo he hecho esta primera parte de la rampa, es decir la colocación de la base de la vía.

Este es el video:



Como se ve, comienza con unas imágenes de la operación de cortar las pistas de vías. Previamente había hecho la impresión a partir del programa, y el pegado de dichas hojas sobre tableros de contrachapado, pero no lo he repetido aquí porque ya quedó muy bien recogido en el  artículo Estación oculta I  y no era cuestión de repetirlo.

Sin embargo ya se vió en aquél video que la operación de cortar las pistas  mediante una sierra caladora de mano, resultaba difícil y hasta arriesgada. Como aún me quedaba (y me queda) mucha tela por cortar, me dediqué a buscar alguna herramienta, que sin ser cara ni aparatosa me permitiera cotar estas tiras de contrachapado con facilidad y seguridad. La verdad es que no sabía muy bien lo que buscaba, pero tuve la suerte de encontrar el Leroy Merlin el artefacto que aparece en el video. Se trata simplemente de una placa metálica en la que podemos fijar una sierra caladora de mano (¡cualquier sierra, no una marca determinada!) De manera que el motor queda bajo la placa y la hoja asoma hacia arriba por un taladro. Todo el dispositivo se puede fijar mediante gatos al borde de una mesa. Bueno en mi caso, lo fijé al borde de una tabla que a su vez se sujetaba con sargentos a la mesa. Al final se tiene una sierra de mesa, que aunque no sea de total precisión, ni seguramente valdrá para espesores de madera un poco gruesos, a mi, para esta labor me ha venido de perlas. Tiene también guías para hacer cortes rectos, aunque yo no las he usado. Es de la marca Wolfcraft

Luego viene la colocación de todas esas piezas en la maqueta, y la forma de ir haciendo la elevación progresiva, desde la cota cero que es la de la estación oculta a la estación principal. Por cierto, que aquí he hecho un cambio de proyecto importante: En el diseño inicial había hecho que esta rampa tuviese una pendiente de 15 milésimas, lo cual, siempre que me dejan digo que es lo máximo que deberíamos hacer en una maqueta, Con esa pendiente la estación principal quedaba en la cota 130. Sin embargo cuando empece a poner esta rampa, y vi lo que suponían esas 15 milésimas me pareció una pendiente excesiva. Sobre todo me dió miedo una cosa: Una de las virtudes de esta maqueta es que está diseñada para trenes bastante largos, de por ejemplo locomotora y seis vagones largos.Por eso pensé que quizá algún tren de esta longitud tuviera dificultad para superar esas 15 milésimas y que sería una lástima tener que limitar la longitud de algún tren por esa razón. Por otro lado el disminuir la pendiente no tiene ningún problema, porque dejando la estación principal a la cota 100 hay espacio más que de sobra para intervenir en la estación oculta, en caso de descarrilamiento.

Asi que aunque el programa me había impreso la cotas de un montón de puntos, al final esas cotas no me han valido, y he tenido que recalcular las alturas otra vez para llegar a la cota 100. Con esto la pendiente de este tramo ha quedado en unas doce milésimas (exactamente 12,2 º/ºº) . A mi siempre me llama la atención, cuando algún contertulio de algún foro dice que en su maqueta tiene pendientes del 3% y del 4%. o sea lo que serían, ferroviariamente dicho, de 30 o de 40 milésimas. Reconozco que para poder subir de un nivel a otro, si no se tiene espacio suficiente, no hay más remedio que hacer esas rampas excesivas, y que las escalas como la N o la H0 superan gracias a los aros de goma de las ruedas, pero bueno, por eso yo no cambio la escala Z por nada.





jueves, 11 de mayo de 2017

Como hongos




Aclaro que en España se usa la expresión "crecer como hongos" para aplicarla a algo que crece o se multiplica con gran rapidez, y quizá también con una cierta anarquía. Viene a cuento de que después de haber escrito aquí que renunciaba a seguir desarrollando más controladores, y como ya explicaba en el artículo anterior, me han surgido nuevas ideas que me pueden permitir hacer con facilidad, no solo lo que tenía previsto inicialmente, sino alguna cosa más avanzada e incluso rehacer de una forma más sencilla algo de lo que ya había dado por resuelto. Asi que en poco tiempo han surgido varios modelos más y todavía no ha terminado la cosecha.

El caso más flagrante es el del controlador PWM73 (a la izquierda en la imagen de la cabecera) que ya había dado por bueno, e incluso estaba a la venta en la tienda. Resulta que con el nuevo sistema que expliqué en el artículo anterior, puede construirse de una forma más simple, y por lo tanto más barata En el centro de la imagen tenemos el nuevo PWM73SI que tiene exactamente las mismas funciones, como se puede comprobar viendo que tiene exactamente los mismos cinco botones y un potenciómetro, aunque éste último, con un botón de mando mayor.

Claro es que este nuevo controlador no lleva indicador de velocidad, tal como lo tenía el anterior, pero es que ahora, el nuevo PWM73SI permite la conexión de un velocímetro que puede ajustarse para que indique aproximadamente la velocidad a escala de la locomotora que está manejando, y no sólamente un porcentaje de velocidad como el PWM73 antiguo. En la imagen de la izquierda se puede ver esta combinación del PWM73SI con el velocímetro.

Como decía, este controlador tiene todas las funciones que veíamos en el vídeo PWM70 es  decir todas las funciones externas de parada y arranque automático que permitían realizar los trenes lanzadera, las vías reversibles, los bucles de retorno, y por supuesto el manejo con Joystick y la conexión a un ordenador o un Arduino. Por cierto en este último punto hay una diferencia porque en el PWM73 el retorno de velocidad era digital, lo que requería ocho cables, mientras que en el PWM73SI  el retorno de velocidad es analógico, así que basta con un cable.

He comentado que el velocímetro analógico se puede ajustar para que la cifra mostrada corresponda a la velocidad en km/h del tren que estamos controlando. Desde luego debido al diferente comportamiento de unas locomotoras respecto de otras la velocidad indicada es solo aproximada, pero es una ayuda muy importante para evitar la tentación de hacer correr a nuestros trenes en el mundial de Fórmula 1

Como demostración de cómo se realiza este ajuste, y de los resultados que se obtienen se puede ver el siguiente video:



En el video se ve la forma de proceder para ajustar el velocímetro, que se basa simplemente en medir la velocidad a que se desplaza la locomotora, y ajustar el aparato para que muestre esa velocidad.

Para medir la velocidad de las locomotoras se cronometra un determinado recorrido que previamente se ha medido. En el vídeo se indican los cálculos a efectuar, y el procedimiento se basa en lo explicado en el artículo: ¿Cual corre más? de Agosto de 2016.

Por cierto que en este vídeo vemos por primera vez funcionando el PWM73SI  (La sigla SI indica Simulador de inercia) y se aprecia que funciona perfectamente aunque la instalación es muy provisional. Hay algún momento en que se ve alguna arrancada espectacularmente lenta, y en general el control es muy preciso y muy estable. Como se aprecia el montaje para la prueba consta de un PWM73SI junto con un joystick casero que se ha visto ya en artículos anteriores, y el velocímetro analógico, bautizado como VELAN.

Como comentaba antes, aunque aún no he realizado cálculos, seguramente la combinación del PWM73SI con el velocímetro VELAN saldrá más barata que el antiguo PWM73, a pesar de que éste puede marcar directamente velocidades en Km/h

No me ha resultado fácil seleccionar este voltímetro, que junto con un pequeño circuito que yo añado, se convierte en el velocímetro. Es un instrumento de panel fabricado por Velleman y resulta un poco grande y caro, pero no he podido encontrar otro aparato que cumpliera las necesidades y fuese más pequeño y barato.

Seguramente alguien está pensando que en internet se encuentran voltímetros y amperímetros digitales pequeños y baratos. No hay ningún problema en conectar uno de estos voltímetros chinos al PWM73SI, y de hecho sus conexiones están preparadas para ello. El problema es que esos aparatos tienen escala fija, normalmente de 0 a 12 o de 0 a 20 V mientras que el Velleman se puede ajustar a una escala de milivoltios, que es como realmente se emplea aquí. Así que si conectamos uno de esos pequeños voltímetros obtendremos una lectura entre 0 y 5 Voltios, siendo imposible que marque un valor de velocidad real. (salvo que hagamos un circuito complicado). En la imagen se ha conectado uno de estos voltímetros y está marcando 3.8 Voltios Con um poco de astucia se ha tapado el punto decimal con un rotulador, de manera que parece que se lee 38 km/h. pero con una tensión de 3.8 Voltios, que es lo que realmete marca,  cualquier locomotora va a circular a una velocidad mucho mayor, y la forma de conseguir que se muestre la cifra real es bastante complicada







viernes, 28 de abril de 2017

PWM74



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

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

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

El tema es el siguiente:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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



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


jueves, 9 de marzo de 2017

Prueba final




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

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

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

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

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

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



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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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






martes, 7 de marzo de 2017

Del caos al orden

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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


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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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


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

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

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


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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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


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

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

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

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

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


viernes, 3 de marzo de 2017

Estación oculta (y IV)


No se si soy muy optimista poniendo "y IV" en el título de ese artículo, lo cual indica que ya doy por terminada la construcción de la estación oculta. Seguramente saldrá más adelante alguna modificación o añadido, pero de momento he alcanzado la previsión que tenía sobre este tema y la verdad es que aunque ha sido trabajoso estoy muy satisfecho del resultado.

Desde que se me ocurrió la idea de utilizar circuitos lógicos para el control de todos los sistemas de una maqueta (Véase "Lógico y simple") tenía en mente que esto podía simplificar mucho el diseño de automatismos complejos como puede ser el de una estación oculta automática como esta. Desde entonces, y han pasado ya más de dos años y medio, he desarrollado y construído una serie de dispositivos basados en este principio, y muchos compañeros los están usando, pero curiosamente, yo mismo apenas los había probado más que en plan laboratorio (Circuitos sencillos (postdata)). Como saben los seguidores de este blog, esta es una de las razones que me impulsó a comenzar esta nueva maqueta.

Seguramente la primera impresión es que el resultado no parece obedecer a esa idea de que el diseño se ha simplificado. Una imagen como la adjunta parece de todo, menos simple ( y no es del todo completa)

Sin embargo si nos fijamos un poco apreciamos algo importante: Todo lo que hay hay son los módulos del sistema de control, y cables. Nada de relés, diodos ni ningún otro elemento. Como además todos los módulos llevan clemas para la conexión de los cables, se puede hacer fácilmente un cableado lógico y ordenado.

Además, por supuesto, ante un fallo de funcionamiento o una avería, se puede sustituir un módulo sin más que desatornillar los cables de sus clemas y sustituir el módulo averiado por otro. Y no es teoría: me ha pasado.

En el vídeo que viene a continuación se ven las últimas fases de construcción. Ya vimos en un video anterior el montaje del control manual de los desvíos mediante conmutadores en el cuadro. En este nuevo video vemos el montaje del control manual de los tramos de parada en las vías de estacionamiento, que también se efectúa mediante conmutadores en el cuadro y leds de señalización.

Una vez terminado esto, hay una extensa prueba con una locomotora en la que vemos como obedece a las órdenes que llegan desde el cuadro de control, entrando en las vías que corresponden a la posición de los desvíos, y parando y arrancando en los tramos de parada.

Seguramente algún espectador viendo esto, objetará que para hacer eso no hacía falta tanta parafernalia, y es cierto. Lo que vemos hasta este punto puede hacerse simplemente con conmutadores actuando directamente sobre los desvíos y con interruptores que corten la corriente de los tramos de parada. Sería algo más complicado si queremos la señalización por leds, pero podría hacerse también.

Sin embargo al hacerlo como está hecho, lo que ocurre es que con un poco más podemos llegar a un funcionamiento automático. Es más, el poder hacer que el funcionamiento sea automático no implica que no pueda ser al mismo tiempo manual, de manera que se conservan las dos opciones en todo momento.

El "un poco más" consiste fundamentalmente en poner unos sensores Hall en las vías y conectarlos a puertas de los módulos de control. En el video siguiente vemos detalladamente como se montan estos sensores Hall, y terminamos con unas pruebas efectuadas con un vagón provisto de un imán en donde vemos que los controles funcionan ahora automáticamente respondiendo al paso del vagón sobre los sensores.



Naturalmente aquí falta una prueba global, en la que veamos esta estación funcionando con unas cuantas locomotoras entrando y saliendo automáticamente en las vias de estacionamiento. En los próximos días tengo la intención de hacer un vídeo así, y explicar también el principio de funcionamiento, pero de momento, si no salen pegas esto está terminado.


jueves, 16 de febrero de 2017

Estación oculta III



Continuando con el montaje de la estación oculta, le ha llegado el turno al cableado. asi que lo primero que he hecho ha sido conectar los controladores de tracción situados en el cuadro a la parte de vía que ya tengo montada. Por cierto que esto ha permitido por vez primera ver rodar alguna locomotora en la que será mi futura maqueta, lo cual es un hito a celebrar en toda maqueta que se construye. En el vídeo que aparece abajo, podemos ver imágenes de esa primera rodadura, y por cierto con muy buen resultado, tanto respecto a la implantación de la vía, como a la alimentación de corriente.



En las primeras imágenes del vídeo vemos también algunos detalles de los sistemas de alimentación, que incluye corriente de 9 V DC para la tracción, corriente de 12 V DC para accesorios y corriente alterna de 16 voltios que alimentará los Gaugemaster y las CDU's

Con los Gaugemaster he hecho algo curioso. Son los mismos circuitos recuperados de mi anterior maqueta, que tenía cuatro dobles (Referencia HF-2) de Gaugemaster. La empresa que los fabrica, los entrega en unas cajas de plástico bastantes feotonas y que además ocupan bastante espacio, y ya en mi anterior maqueta decidí prescindir de las cajas y montar las placas enchufadas sobre una placa de circuito impreso (ver Gaugemaster), asi que ya no tenía cajas. Ahora necesito solo seis placas y he decidido montarlas en una caja que lleva unas ranuras laterales donde se encajan las seis placas y se conectan mediante conectores Molex. Todo eso lo vemos en la primera parte del vídeo

También se ve un momento el sistema que he hecho para conectar cables entre el cuadro de mandos y la maqueta. En toda la parte trasera del cajón donde va montado el cuadro hay una serie de clemas miniatura de 10 vías (las mismas que utilizo para circuitos electrónicos), Estas clemas van soldadas a unas placas de tiras perforadas a las que también se sueldan conectores macho de tipo Molex de 10 vías. Los conectores hembra correspondientes reciben los cables que vienen de la maqueta. Le he puesto etiquetas numeradas a los conectores para identificar de donde viene cada cable. De esta manera, si por algún motivo (mudanza, etc) es necesario quitar el cajón para facilitar el traslado, basta soltar estos conectores y sacar el cajón de sus guias. De momento he hecho solo dos placas con tres conectores cada una, pero según vaya necesitando más, iré haciendo las necesarias.

Por cierto que aquí hay otra cosa curiosa: como el cajón se desplaza hacia dentro y hacia fuera, estos cables que llegan a la parte trasera tienen que ser suficientemente largos como para alcanzar la trasera del cajón cuando este está totalmente desplegado hacia delante. Esto quiere decir que cuando metemos el cajón bajo la maqueta, los cables quedarían flojos y por lo tanto colgando por debajo. Pero como esta maqueta se eleva y debajo hay una cama, no es conveniente que cuando se va a usar la cama y se levante la maqueta, se vean un montón de cables colgando por debajo, lo que haría un efecto muy feo.

Así que lo que se me ha ocurrido es hacer que estos cables hagan un recorrido en zig-zag entre dos barras, de forma que las barras están mas o menos juntas según la posición del cajón, y entonces el recorrido de los cables es siempre el mismo, con independencia de la posición del cajon. Hay unos tensores de gomas que mantienen las barras lo más separadas posible para que los cables estén siempre estirados, aunque sin tensión. (En la imagen de la portada del video se puede ver una de estas barras en forma de tubo de color gris oscuro, y los tensores de gomas en la parte trasera, de color verde)

Se ven también en varios lugares unas canaletas o como los llaman en Leroy Merlín "Organizadores de cables" Los voy a utilizar para tratar de que los cables hagan siempre recorridos rectos y paralelos.

Otros elementos curiosos que vemos son unos soportes para las placas de circuito impreso que llevan un tetón que se mete en los taladros de montaje de las placas, y por debajo llevan una placa autoadhesiva, con lo cual podemos colocar los circuitos impresos ordenados con toda facilidad. Otros elementos parecidos son unas placas autoadhesivas en la que se inserta una brida, y de esta forma podemos fijar los cables de forma limpia y fácil.

La segunda parte del vídeo muestra toda la labor de cableado para manejar los desvíos desde el tablero de control de la estación oculta. He colocado cuatro controladores DDESVIO3 (véase Circuitos sencillos. Postdata) que permitirán que la estación oculta funcione tanto manualmente como de forma automática. Para el manejo manual en el cuadro hay una serie de ocho conmutadores momentáneos, uno por cada desvío de entrada a las vías de estacionamiento de la estación oculta. También hay una pareja de leds amarillos por cada uno de los desvíos que se encienden alternativamente para marcar la posición del desvío..

Todo lo que se ve montar en el vídeo corresponde a este control manual, y acabamos viendo como en efecto, al actuar sobre los conmutadores del cuadro, los desvíos se mueven y las luces indicadoras del cuadro cambian según la posición del desvío.

En la imagen de cabecera de este artículo vemos también los cuatro DDESVIO3 con todo el cableado necesario para el manejo manual. En un próximo artículo añadiremos el cableado necesario para el funcionamiento automático de la estación.

Una curiosidad: en la imagen de cabecera se ve bastante bien que en un punto determinado de cada uno de los cuatro drivers hay una resistencia. Parece como si fuese algo que le faltase al DDESVIO3. Bueno esto es porque a mi me gusta que los leds indicadores del cuadro luzcan poco, porque si no, acaban por deslumbrar. Esas resistencias en esos puntos hacen que disminuya la luminosidad de estos leds.

sábado, 28 de enero de 2017

Estación oculta (II)



Al final llegaron las bridas aislantes, y he podido terminar la instalación de vía en la zona de la estación oculta.

Estoy reutilizando todo lo posible del material de vía de mi anterior maqueta. Como estaba casi toda hecha con vía flexible, es posible reutilizar casi toda esa vía, ya que puede montarse con cualquier otra forma. En cuanto a los desvíos, he hecho una clasificación entre los utilizables y los que están demasiado dañados para reutilizarlos. Desafortunadamente en la maqueta anterior cometí el error de no utilizar bridas aislantes, sino que instalé todo el carril continuo y luego hice los cortes por el procedimiento de hacer un pegote de Araldite alrededor del carril y después cortar con un disco de corte. El problema es que muchos de estos seccionamientos estaban a la salida de desvíos, y al desmontar la vía los pegotes de Araldite han hecho que el desvío salga con las vias deformadas.

De esto saco la lección de utilizar bridas aislantes en esta nueva maqueta. Claro que esto requiere saber exactamente dónde va cada seccionamiento en el momento de colocar la vía, en definitiva tener ya bien planeado el sistema de control. Por eso en esta maqueta me he empeñado en tener todo muy bien planificado antes de empezar.

Aunque esta maqueta es más pequeña, llegué a la conclusión de que me faltaban desvíos una vez contados los aprovechables. De hecho me faltaban desvíos izquierdos, y no es extraño porque sólo esta estación oculta lleva 14 desvíos izquierdos y sólo dos derechos. Así que al final he comprado una partida de desvíos izquierdos y los estoy utilizando precisamente en esta estación oculta. Teniendo en cuenta que esta estación oculta quedará con un acceso difícil, quiero utilizar el mejor material aquí para que no se produzcan descarrilamientos.

De estos desvíos nuevos que he comprado unos cuantos son sin motor. Estos desvíos irán en las salidas de cada vía de estacionamiento y no necesitan motores ya que son siempre tomados de talón. Me he ahorrado así un dinero en la compra y además me ahorro el tener que instalar todo el cableado correspondiente, que al final resultaría inútil.

Respecto de la instalación de la vía no hay nada especial que decir. En el vídeo siguiente se puede ver como se va poniendo la vía, que va pegada sobre la base de goma EVA que vimos poner en el artículo anterior:



Para los que no hayan visto otros vídeos, aquí se pueden ver reunidas casi todas las técnicas que yo utilizo para montar la vía de escala Z. Por ejemplo se ve muy bien como cortar carriles para ajustar la longitud de las vías, como poner bridas aislantes cortando una traviesa para que no tropiece con la vía, también vemos como soldar cables a los carriles, y sobre todo algo que da lugar a bastantes comentarios, y que es lo siguiente:

Marklin llama vía flexible a la referencia 8594 pero cuando la tenemos en la mano vemos que es exactamente igual que cualquiera de los tramos rectos, de 110 mm o 220 mm de longitud, sólo que con una longitud de 660 mm. Tiene una cierta flexibilidad, pero hay que forzarla para que se adapte a las curvas. El truco está en hacer unos cortes en la base de plástico de las traviesas, por la parte que quede en el exterior de la curva que vayamos a hacer. Es suficiente con hacer un corte cada cuatro o cinco centímetros. Con esto, la vía puede curvarse con mucha mayor facilidad, y permite además que con la mano la forcemos un poco para que quede con una cierta curvatura inicial  (justamente la imagen de portada del vídeo que hay sobre estas líneas, muestra esa operación de "preformar" las vías). Esto hace la instalación más sencilla y evita que la vía quede en tensión. Es importante que la vía flexible se monte sin tensión para que las uniones de tramos queden perfectamente alineadas, porque si tienen una tensión lateral es fácil que en el punto de unión se forme un quiebro. Es más si dejamos la vía tensionada lateralmente, y más adelante decidimos que hay que hacer un aislamiento, como la vía está ya instalada y pegada, la forma de hacerlo será hacer un corte en el carril con un disco de corte. Si la vía conserva una tensión de cuando se instaló forzada, al cortar el carril se formará un quiebro que es muy difícil de corregir. Y hablo por experiencia.

Y otro comentario acerca del vídeo: Aquí se aprecia muy bien como el tipo de construcción a base de un entramado en vez de un tablero facilita mucho el montaje al permitir poner prensas y pinzas para sujetar la vía mientras se seca la cola. Más adelante veremos que también el cableado se facilita mucho.

Para terminar una imagen curiosa:


A la izquierda vemos la imagen de como ha quedado la estación oculta una vez puesta la vía. A la derecha la imagen 3D del programa WinRail de esta misma zona, vista con una perspectiva similar. Como decían en el Equipo A, "Me encanta cuando los planes salen bien"

lunes, 23 de enero de 2017

Estación oculta (I)


Parece que el tema de mi nueva maqueta empieza a tomar forma. La imagen de cabecera, tomada hoy mismo muestra que ya está colocada toda la base de las vías para la estación oculta.

No se si he comentado que el método que voy a seguir en toda la maqueta es el de situar la vías en una base de goma EVA de 2 mm y de color gris, que en las partes vistas irá cubierta de balasto, pero que en las partes ocultas se queda tal cual.

Las vías irán pegadas sobre este lecho de goma (lo que da un excelente aislamiento acústico), y a su vez este lecho se pega sobre las pistas de madera que marcan exactamente el trazado de las vías. Como ya comenté en el artículo anterior, el programa WinRail con que está hecho el proyecto, me puede imprimir a tamaño real, en sucesivas hojas, el eje de la vía, con lo cual puedo situar luego ésta con total precisión.

Mientras hacía este trabajo, he ido grabando un vídeo que se puede ver a continuación, y que muestra detalladamente todas las operaciones que me han llevado hasta este punto.



Naturalmente hay otras muchas formas de hacer esto, pero he querido aprovechar el momento para mostrar cual es la forma que a mi me parece mejor.

A continuación comenzaré a colocar la vía, aunque es posible que tenga que parar unos días porque he hecho un pedido de bridas aislantes y me temo que el suministrador me ha hecho una pirula. Esto de las bridas aislantes es un problema porque las que vende Marklin son muy malas, y las que a mi me parecen mejores son las  ATLAS 2091, pero hay que comprarlas por Ebay  en Estados Unidos. Asi que he hecho otro pedido a otro suministrador, mientras se resuelve qué pasa con el primer pedido. Todo será que al final me encuentre con los dos pedidos.

Lo bueno es que como ya tengo los cuadros hechos, puedo ir dejando terminado el cableado, y puedo ir probando todo poco a poco según lo vaya montando.

Bueno, pues seguiremos informando