sábado, 5 de noviembre de 2011

Llegan los servos I


En un reciente artículo (Inventos del TBO) comenté que una de las formas de mover un desvío era mediante un servomotor de los usados en radiocontrol, para manejar aviones coches o barcos por control de radio. Incluso incluí un enlace a un vídeo de YouTube en el que se veía un desvío manejado de esta forma. También apunté que los servos podían utilizarse para más cosas, como pueden ser, por ejemplo, mover las puertas de las cocheras, mover las barreras de un paso a nivel.....

Y me quedé pensando: Yo tengo una cochera en rotonda  con tres puertas, y además un taller con otra puerta más. ¿Porqué no experimentar con estos servos y tratar de ponerles un sistema de apertura y cierre a estas puertas? Aclaro que la rotonda (Märklin 8983), que procede de mi anterior maqueta,  tenía de origen un sistema de apertura y cierre de puertas por un sistema de motor de bobinas análogo al de los desvíos, pero hace ya bastantes años que lo eliminé, porque no me funcionaba bien. En cuanto al taller (Faller 282733) no tiene previsto este sistema.

En principio, no me gusta distraerme con proyectos ajenos a la línea de trabajo que tengo pensada, porque a este paso no voy a tener nunca operativa la maqueta, y ahora que comienza una nueva temporada, tocaba volver a conectar todas las vías que se desmontaron por la mudanza. Sin embargo, he pensado que introducir un sistema de cierre de puertas en la rotonda al final del proyecto, sería mucho más complicado que hacerlo ahora que tengo la sección de la estación desmontada y por lo tanto puedo trabajar por encima y por debajo con toda comodidad. Así que éste puede ser el momento de probar esta nueva técnica.

Dicho y hecho; busqué por Internet unos servos baratos y los encontré en Inglaterra bajo el epigrafe: "Micro Mini Feather Nano 3.7g Servo 4 Park Fly Fox" Algo que se llama Micro Mini y Nano y además Feather no cabe duda que tiene que ser pequeño. Bueno pues esta mañana, mi BR89 los ha traído a mi taller, tal cono vemos en la foto de la cabecera. No cabe duda que son pequeños. Yo diría que son servos a escala Z.

Como ya adelanté en el artículo mencionado, los servos requieren una señal de control, que en su uso habitual es producida por el receptor del equipo de radiocontrol. Pero claro, aquí no hay radiocontrol ni receptor, ni nada parecido, así que hay que ingeniárselas para generar esa señal de control. También mencioné una página web denominada servomotores donde venía un esquema para hacer un circuito capaz de generar esa señal. El esquema en cuestión es el siguiente:


Así que había que construir ese circuito. Bueno, no es difícil, y además los elementos principales que son el circuito integrado NE 555 y el transistor de salida, los tenía de cuando hice mi primer control PWM de tracción ( véase "Cambio de oficio"). He utilizado incluso el mismo transistor de salida MPSA13.


Antes de diseñar un circuito impreso, he hecho un prototipo en la protoboard. La imagen siguiente muestra el circuito de prueba:



Y.... ¿funciona? Pues si;  funciona. Véase la muestra:

video



Observo sin embargo que de tope a tope del potenciómetro, el servo gira apenas un octavo de vuelta, lo cual es muy poco porque debería girar media vuelta. No se si la culpa es del servo o del circuito, pero con el osciloscopio veo que en efecto se produce una onda cuadrada de ancho de pulso variable, pero la variación del ancho es muy pequeña. Podría experimentar con otros valores para algunos componentes, pero la verdad es que este movimiento corto es muy apropiado por ejemplo para mover un desvío, y tampoco se necesita más para abrir o cerrar una puerta.

Otra cosa que quiero probar, es el sustituir el potenciómetro por un conmutador. Para accionar un desvío, el tener que girar un potenciómetro no es apropiado, y aunque podía serlo para mover una puerta, no ese mi objetivo, así que lo que hay que hacer es eliminar el potenciómetro y sustituirlo por una resistencia del mismo valor. Después con un conmutador de dos posiciones, conectando lo que sería el cursor del potenciómetro a uno u otro extremo de la resistencia, tendríamos el mismo efecto que con un potenciómetro que situásemos alternativamente en sus posiciones extremas:



Esto es muy sencillo de hacer y además tiene una ventaja: Si utilizamos este sistema para accionar desvíos, estamos utilizando como elemento de mando un conmutador biestable (SPST) con lo cual tendremos un elemento de señalización en el tablero. Como ya vimos al hablar de las distintas posibilidades de manejar los desvíos, los conmutadores biestables eran una muy buena opción porque cuando los situamos en un cuadro de mando, su posición nos indica la posición del desvío.

Una nueva prueba, nos demuestra que efectivamente funciona bien:
video



No cabe duda que esta es una solución muy buena para todo aquél que quiera hacerse una maqueta con los desvíos movidos por servos y manejarlos con conmutadores desde un cuadro de mando. He podido comprobar además que uno de estos circuitos puede manejar perfectamente dos servos conectados en paralelo al mismo circuito de control, así que con un único conmutador se puede actuar sobre dos desvíos, que se moverán al unísono, por ejemplo cuando se hace un escape entre dos vías paralelas. Sin embargo con tres no funciona. Seguramente esto se puede modificar para manejar más servos sincronizadamente pero tampoco lo veo necesario.
Como digo la solución me parece excelente, y si hago algún módulo o alguna otra maqueta en el futuro seguramente utilizaré este sistema.

Sin embargo para mi maqueta actual tengo un problema. Si quiero mantener el mando por ordenador en los elementos que quiera mover mediante servos, no puedo manejar un conmutador desde el programa. Bueno si puedo: Evidentemente lo que tengo que hacer es poner un relé biestable, por ejemplo el ya conocido V23079-B1203-B301 de Tyco. Este relé tiene realmente dos conmutadores y puede manejarse con impulsos de 12 voltios como cualquier motor de bobinas.
Así que voy a hacer unos cuantos de estos circuitos "driver de servos" complementados con el relé, y así tendré un elemento para producir cualquier tipo de movimiento mediante un servo y que puede ser manejado de la forma estándar mediante impulsos de 12 voltios.

Ya tengo tarea.

1 comentario:

  1. Artículo interesantísimo.
    Ignacio, muchas gracias por compartir tus conocimientos.
    Saludos.

    Manolo T. (Aerovoltio).

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