Tormenta de ideas

Los seguidores de este blog, estarán ya al tanto, de que estoy un tanto desilusionado respecto del control de tracción de mi maqueta. No es que funcione mal, de hecho yo diría que funciona mejor que la inmensa mayoría de los controles analógicos que existen en el mercado, pero como he podido compararlo con el funcionamiento del controlador manual PWM04 que resulta espectacular en las velocidades más lentas, tal como se vio en el video del artículo Prácticas de electrónica, me ha quedado el mal sabor de boca de tener diseñado un sistema mejor y no utilizarlo en mi maqueta.

También quedó claro que el problema se deriva de la frecuencia de la señal PWM que generan las Placas Velleman, y no tengo alternativa, ya que la frecuencia es fijada por el programa del microcontrolador de la placa, y yo no puedo cambiarla, en primer lugar porque el programa está protegido, y en segundo lugar porque la programación de microcontroladores sigue siendo una asignatura pendiente para mi.

Naturalmente, la solución buena es hacer un circuito análogo al PWM04, pero en vez de controlarlo manualmenmte con un potenciómetro, hacerlo mediante un control digital. Como el control de anchura de pulsos del PWM se basa en la diferente resistencia de las dos ramas que cargan y descargan el condensador del timer NE555, se necesita exactamente un potenciómetro, pero afortunadamente existen potenciómetros digitales, es decir, dispositivos que tienen un comportamiento idéntico a un potenciómetro, pero cuyo cursor se mueve por señales digitales.

Es curioso que en mis primeros experimentos en el control de tracción por ordenador, ya utilicé un potenciómetro digital como se vio en este  artículo  de marzo de 2009  . La verdad es que con la poca experiencia que tenía entonces hice una elección adecuada, y hoy, casi cuatro años después, sigo pensando que es la mejor alternativa.

Pero claro, un potenciómetro digital de 256 pasos, necesita 8 bits para definir la posición, a los que habría que añadir cuatro bits más para definir el controlador a que se dirige la orden, y un bit más por lo menos para definir el sentido, y quizá otro para marcha-paro. En resumen la orden a enviar es de 14 bits, y todo el funcionamiento de entrada-salida del sistema de comunicaciones que utilizo basado en las placas Velleman es de 8 bits. Claro que se puede solucionar, pero es echar abajo una parte importantísima de mi sistema, y no solo en cuanto a hardware, sino en cuanto a software, lo cual a estas alturas me preocupa más. En resumidas cuentas, si esa es la única posibilidad, no lo voy a hacer, y me conformaré con el sistema actual.

Peeeero... Hay una opción:  Las famosas placas Velleman producen efectivamente una señal PWM de anchura variable con frecuencia de unos 20 kHz, y su control es directo desde el programa, es decir "no gasta bits", y por eso el sistema actual funciona solo con los 8 bits que tengo disponibles. Pero me di cuenta de que estas salidas que Velleman llama analógicas, aparecen en efecto como una señal PWM y además como una señal analógica de valor variable entre 0 y 5 voltios. Es decir, cuando el programa envía la orden de que un canal PWM se ponga al 50% hay un pin de salida en la Velleman en la que aparece una señal PWM con un pulso de anchura igual al 50% del periodo, y además hay otro pin en el que aparece una tensión igual al 50% de 5 Voltios. Es decir tengo una señal analógica comandada desde el programa en paralelo con la PWM, y por lo tanto sin tener que tocar nada del software, y sin consumir bites de la comunicación digital.

La idea, que ya se que es rocambolesca, sería obtener de aquí la codificación digital que necesito para comandar un potenciómetro digital, que acabe produciendo una señal PWM, ¡¡pero de 40 Hz !!. Y ¿cómo obtengo una codificación digital a partir de la salida analógica? Pues claramente con un "Convertidor Analógico Digital" por ejemplo ADC0804

He estado estudiando este sistema , y es factible, al menos en teoría. Iba a decir que lo he probado, pero la verdad es que la prueba ha sido virtual, gracias a Proteus. El circuito que vemos en la imagen de cabecera es el que he montado para la prueba. Es curiosa la sensación que produce ensayar los circuitos con el simulador de Proteus. Se tiene la misma sensación que cuando se ha hecho la prueba en una protoboard, es decir está uno convencido de que ha montado el circuito y de que funciona.

Bien, pero claro, ahora queda hacer un controlador PWM de baja frecuencia controlado por un potenciómetro digital que se mueva en función de la señal digital producida por el conversos AD. No es que sea difícil, pero tengo que ver la mejor forma de hacerlo.

Lo que pasa es que esta situación me ha encendido una bombilla acerca de una interesante posibilidad. Si diseño un circuito análogo al PWM04 pero comandado por una señal digital, ¿no sería posible hacer que los controladores manuales fueran también manejados por una señal digital? Es decir, puedo construir una serie de controladores del tipo del PWM04 pongamos ocho, cada uno de los cuales controla un sector de una maqueta analógica.   Pero todos ellos se manejarían desde UN UNICO mando manual, a base de seleccionar un canal y a continuación actuar sobre él. Algo muy parecido al Mousecab que construí para mi maqueta el pasado Mayo, pero claro, sin ordenador ni nada. ¡Un único mando en la mano y manejar hasta ocho trenes analógicos! Por supuesto no es un Cab Control, sino un Block Control, es decir cada canal es un bloque, no un tren, pero para determinado tipo de maquetas sería muy interesante. 

Cuando empieza mi cabeza a llenarse de ideas, no paro hasta llevarlas a cabo, o hasta convencerme que son inviables, así que en este momento tengo una bonita tormenta de ideas en el coco. Se podrá decir que para qué quiero ese controlador múltiple manual, si mi maqueta ya tiene el Mousecab que hace lo mismo pero mejor (claro, maneja trenes, no bloques, pero tiene un ordenador detrás), pero la cuestión, no es esa, es decir no se trata de si me es útil o no, sino de saber si puede hacerse o no. De hecho, tampoco necesito para nada controles manuales como el PWM04 o los anteriores, pero los he desarrollado con la misma idea de reto personal, y al final muchos compañeros se están beneficiando de ellos.

El problema de todo esto es que mi pobre maqueta está abandonada, porque estoy liado con todas estas ideas (y algunas más que ya comentaré) y no doy abasto para tanto Hobby.