domingo, 13 de noviembre de 2011

Llegan los servos II


En el artículo anterior, quedé emplazado a construir un driver de servo, es decir un dispositivo capaz de manejar un servomotor de radiocontrol, haciéndole tomar dos posiciones extremas mediante un conmutador manual o un relé biestable.

Bueno, pues ya está: La foto de la cabecera muestra este dispositivo ya terminado y conectado a un servo de los que probé en el artículo anterior. Ha sido un bonito diseño puesto que al final el circuito mide solamente 39 x 36 mm y además tiene las dos posibilidades de utilización, la manual, por conmutador, y la automática, por relé.

Aunque el objetivo sigue siendo el manejo de las puertas de las cocheras, he querido probar a hacer el clásico sistema de mover los desvíos mediante un servo situado debajo del tablero, y eso es exactamente lo que muestra la imagen de la cabecera, que por este motivo parece estar cabeza abajo, y es que lo que vemos es la parte inferior del tablero y el servo con su circuito de control, colgados debajo mediante una pieza de aluminio atornillada al tablero.

Las conexiones que vemos son las siguientes. En la parte inferior vemos el cable tricolor que conecta el circuito al servo. A la derecha, los cables rojo y negro son la alimentación de 5 voltios que necesita el circuito. Y los tres cables rojo gris y verde que vemos en el centro van al conmutador, ya que esta imagen corresponde a la configuración para mando por conmutador manual.

En la siguente imagen vemos lo que hay encima del tablero:


Evidentemente he utilizado un desvío que estaba roto (los experimentos se hacen con gaseosa) el cual he modificado para esta prueba. Como se ve, lo primero que he hecho ha sido eliminar el motor de bobinas, incluyendo la parte de la base de plástico que soporta el motor. Es bastante fácil, yo lo he hecho cortando el plástico con varias pasadas de cutter. Sólo hay que tener una precaución: respetar la piececita de plástico blanco que une los espadines y sobre la que actúa el fino alambre de acero que está unido a la armadura del motor de bobinas. Además hay que preservar este alambre de acero porque lo vamos a volver a usar.

Después hay que taladrar un agujero alargado justo bajo el extremo de la citada pieza que une los espadines, y situar el montaje del servo de manera que la leva del servo quede precisamente bajo este taladro.

Utilizando el alambre desmontado del motor del desvío.lo he sujetado a la leva del servo con una gota de cola termofusible. Adviértase que he situado el servo en posición vertical con objeto de que el eje quede bastante hacia abajo ( y de paso ocupando el mínimo espacio lateral) y el alambre se conecta a la parte inferior de la leva. Así el alambre de acero conserva toda su longitud, y por lo tanto toda su elasticidad, de manera que el desvío resulta talonable, como el original de Märklin. Si no se desea que el desvío sea talonable se podría sujetar la varilla de acero más sólidamente a la leva del servo. La punta del alambre atraviesa el pequeño taladro que tiene la pieza que une los espadines ("traviesa móvil"), una vez que se ha eliminado la parte de esta pieza que cubre el taladro.

Respecto del circuito, está sujeto a la misma pieza de aluminio que soporta el servo mediante una cinta adhesiva de doble cara.

Y ya está! Basta conectar la alimentación de cinco voltios y estamos en disposición de mover el desvío actuando sobre un conmutador que podemos situar en un cuadro de mandos. El siguiente vídeo es una bonita demostración de como funciona.

video

En el vídeo se puede ver que se está manejando por medio de un conmutador. Como ya comenté esa es la forma más fácil (y por lo tanto la más barata) de mover los desvíos, pero tiene el inconveniente de que es incompatible con cualquiera de los sistemas empleados para mover los desvíos tanto en sistemas analógicos como digitales, (salvo los sistemas digitales especialmente preparados para mover servomotores) ya que éstos actúan por impulsos de tensión.

Así que hice el diseño del circuito incluyendo la posibilidad de manejarlo mediante impulsos de 12 voltios. Para ello hay que situar un relé en el zócalo que se ve vacío en las imágenes anteriores. En realidad el circuito completo tiene el siguiente aspecto:


El colector Molex de tres vías que se ve en primer término sirve para conectar los tres hilos clásicos, dos azules y uno amarillo, que llevan los desvíos con motor de bobina. Haciendo este cambio de conexión, este circuito se conecta y responde exactamente como  un motor de bobinas clásico, así que puede manejarse con botoneras, con cuadros de mando, con pulsadores, con decodificadores K83, o en definitiva con cualquier sistema previsto para los motores que se mueven por impulsos de tensión.

En el siguiente vídeo vemos ya el circuito funcionando en esta segunda forma. Por cierto que para este segundo vídeo hice un cambio en la forma de sujetar el alambre de acero que mueve los espadines a la leva del servo se una forma distinta. Queda mucho más sólido y el movimiento es más potente, pero la fuerza que hay que hacer para forzar los espadines por un tren que entrase talonando el desvío, es excesiva, y por lo tanto haría descarrilar el tren.  Naturalmente Märklin no vendería nunca un desvío que hiciese descarrilar los trenes si el operador comete un error, pero a mi me gusta mucho que los desvíos no sean talonables, de modo que nos ocurra en la maqueta lo mismo que ocurre con el tren real: si no situamos correctamente todas las agujas del itinerario provocaremos un descarrilamiento. Este es el vídeo, que puede localizarse también en YouTube y en la pestaña de vídeos de este blog:


En la última parte del vídeo se ve como se aprovecha el segundo conmutador del relé para sincronizar el cambio de luces de un semáforo con el movimiento del desvío. Por cierto que esto es una petición que he visto repetida en varios foros últimamente, aunque en mi opinión no tiene mucho sentido que un semáforo cambie sus luces sincronizadamente con la posición de un desvío. Yo la única situación en que le encuentro sentido a esto, sería la que que representa en el vídeo, en la cual el semáforo evitaría que un tren talonase el desvío, pero esto no se hace nunca en la realidad con un semáforo situado junto al desvío.

Me ha gustado mucho este experimento, aunque naturalmente no tengo la intención de cambiar los motores de los desvíos de mi maqueta por servos. La ventaja más clara que se obtiene es estética, al hacer desaparecer de la parte superior los atiestéticos motores de bobina. Por otra parte el movimiento es más "franco" aunque no precisamente más lento. Algunos desvíos con motores de bobinas fallan porque el motor parece estar muy justo de fuerzas, de manera que ante cualquier problema de suciedad o similar, el desvío funciona mal. Me cuesta mucho trabajo imaginar un desvío movido por un servo fallando por esta causa. El ruido es desde luego diferente, pero francamente no es más silencioso. También es cierto que los motores situados junto a las vías pueden interferir en algunos trazados con otras vías, aunque Märklin ha cuidado mucho la geometría para que esto no ocurra. Con los desvíos situados bajo el tablero no puede haber interferencia con las vías y cada servo puede colocarse en dos posiciones distintas por si en algún caso hubiese interferencia entre ellos. Como inconveniente hay que señalar que la colocación de los motores debe ser muy precisa para que las varillas de acero se sitúen adecuadamente respecto de la traviesa móvil. Esto implica que los desvíos deben estar colocados "muy definitivamente" antes de situar los motores.

Para mi, este sistema es ideal para una instalación de alto nivel modelístico donde se busque la máxima perfección en el trazado de la vía. Estoy hablando prácticamente de trazados realizados con vía artesanal, o al menos con desvíos artesanales como los que vimos en "Vía artesanal 1".

Como ya comenté en aquél artículo, uno de los problemas de los desvíos artesanales es que se necesita  algún sistema para polarizar el corazón del desvío según cual sea la posición de los espadines. Como ya he comentado, este circuito tiene un conmutador sincronizado con el movimiento del desvío que resulta ideal para esta misión.

Así que lo tengo claro: si alguna vez hago algún diorama, módulo, u otra pequeña maqueta con gran precisión y realismo en el trazado emplearé este sistema de motorizar los desvíos, y sobre todo si son artesanales. De momento me voy a limitar a lo que tenía pensado: mover las puertas del depósito y del taller de locomotoras.

En la pestaña de Descargas de este blog, están accesibles los esquemas, palantillas para PCB, listas de materiales y demás elementos que permitirán a quién lo desee fabricar estos drivers para servo.

Edito el 9/02/2014

Se ha publicado en este Blog un nuevo artículo sobre un circuito para manejar servos que resulta interesante como complemento a éste.

El enlace es: Algo más que un inventillo



No hay comentarios:

Publicar un comentario

Gracias por expresar tus opiniones.

Los comentarios aparecerán en el blog normalmente en unos pocos segundos