domingo, 5 de julio de 2015

Chiquito, pero matón

BLKS03
Llevo unos cuantos días bastante liado preparando las documentaciones de los elementos que quiero sacar a la venta en mi tienda. Todos ellos están basados en el sistema de puertas lógicas que sigo pensando que ha sido un gran hallazgo, ya que facilita mucho la creación de circuitos de mando analógicos.

Algunos de estos elementos ya los he comentado aquí, concretamente el controlador de desvíos se ha visto en Circuitos sencillos (postdata)la CDU en CDU  y el controlador de señales en Jornada de puertas abiertas

Pero faltaba el elemento más simple, tanto que apenas le he dado importancia. Sin embargo, ahora que como digo me he puesto a escribir las documentaciones, resulta que este pequeño elemento va a llevar la documentación más extensa con mucha diferencia, y me ha costado bastante tiempo redactarla, preparar las figuras, etc.

La razón es que este elemento, de nombre BLKS03, lo pensé inicialmente para hacer bloqueos automáticos, sustituyendo al BLKS01 de manera que la descripción debería haber sido casi calcada de la del BLKS01 Pero resulta que cuando me he puesto a redactar las instrucciones y a dibujar esquemas me han ido surgiendo aplicaciones que apenas se me habían planteado.

Realmente este circuito es un relé biestable. Los relés biestables son muy útiles en esta afición porque permiten realizar múltiples automatismos. Ya he comentado en la serie de artículos "circuitos sencillos" de Marzo y Abril pasados, que se pueden hacer circuitos biestables que en lugar de un relé biestable lleven un circuito latch, con la ventaja de un precio menor, pero también es cierto que cuando se trata de controlar la corriente de tracción, es mucho mejor usar relés, ya que la corriente de tracción tiene polaridad cambiante y otras características que se llevan mal con la electrónica. Incluso un relé maneja con la misma facilidad corriente analógica corriente PWM, o corriente digital, mientras que la electrónica para hacer lo mismo sería complicada, y desde luego ya no tan barata.

El caso más evidente en el que queremos controlar la corriente de tracción es cuando queremos hacer un bloqueo automático. Como saben los lectores, esto se consigue estableciendo en el circuito que recorren los trenes una sucesión de cantones, y poniendo al final de cada cantón un tramo de parada donde el tren se detiene si el cantón siguiente está ocupado por otro tren, y arranca de nuevo cuando el cantón siguiente queda libre. Estas paradas y arrancadas se deben a que el tramo de parada recibe o no alimentación mediante un relé biestable que se acciona por sensores colocados en la vía.

BLKS01
Hace ya tiempo que diseñé un circuito denominado BLKS01 (véase "Circuito de pruebas (y II)" ) que es un relé biestable montado en una placa de circuito, pero que facilita el montaje a las personas poco expertas por varias razones: La primera que viene todo preparado para conectar los cables con clemas de tornillos y no hay nada que soldar, la segunda que incorpora lo necesario para conectar directamente las señales luminosas que se utilizan en la maqueta para marcar la parada y arranque de los trenes y la señalización en un cuadro de control mediante leds de la posición de los cantones y la conexión de mandos manuales, si bien estos últimos con algunas limitaciones. Esto junto con un manual muy claramente explicado ha hecho que varios aficionados hayan podido montar sus bloqueos automáticos sin necesitar demasiados conocimientos.

Sin embargo como digo, el sistema de control manual tenía algunas limitaciones y por otra parte al comenzar la línea de productos manejados por puertas lógicas, parecía necesario tener un sistema de bloqueo también manejado por puertas lógicas. De entrada se superaban todas las limitaciones del modelo anterior, pero sobre todo se compatibilizaba con los controladores de desvíos y señales luminosas.

Otra cosa es que este nuevo BLKS03 es un poco más para expertos. El anterior venía preparado para hacer un bloqueo con un cableado muy simple y lineal, porque toda la "lógica del cableado" estaba en el circuito. Por el contrario el nuevo es más "abierto" y por lo tanto requiere un poco más de trabajo al instalarlo, pero al ser menos especializado tiene muchas más posibilidades. Al final, este BLKS03 es realmente un relé biestable con cuatro puertas de entrada para cada una de las dos posiciones que puede adoptar. Todo lo demás se hace por fuera.

Pero cuando me puse a hacer el manual, después de describir con detalle el montaje de un bloqueo automático, quise poner unos ejemplos de otras aplicaciones, referentes a situaciones habituales en las maquetas, y ahí fué donde empecé a encontrar posibilidades en las que no había pensado cuando lo diseñé.

Una de las primeras cosas que se pueden hacer con facilidad es una trampa de trenes Yo llamo así a un montaje que sustituye un tren por otro. Los lectores de este blog habrán visto que en muchos casos me he referido a que, en una maqueta, debemos dar la impresión de ver una pequeña zona de una línea ferroviaria, y por lo tanto los trenes deben llegar normalmente desde un túnel, pasar por la maqueta, y desaparecer por otro túnel, dando la sensación de que lo que vemos es una parte de una gran linea. Pero claro, si inmediatamente vemos volver a aparecer el mismo tren por el mismo túnel que antes, se rompe esa ilusión, y resulta evidente que el tren no hace otra cosa que dar vueltas. Una solución elemental a este problema es que cuando un tren desaparece de la vista del espectador sea sustituido por otro, de manera que el tren que vuelve a aparecer sea otro. En mi opinión este sencillo truco, debería estar presente en todas las maquetas, por pequeñas que sean.

Bueno pues utilizando un BLKS03 y un DDESVIO03 se puede automatizar ese sistema, con un esquema como el mostrado a continuación:


No voy a explicar aquí detalladamente los esquemas que voy a incluir en este artículo, porque el objetivo es simplemente anunciar que los esquemas existen, y la utilidad que tienen. Las personas que estén interesadas en ellos podrán abrir el enlace ofrecido al final, que les llevará al manual del BLKS03 , que tiene una extensión mucho mayor de la que sería razonable incluir en este artículo.

Realmente lo de la trampa de trenes es una expresión mía que no es habitual. De hecho eso no es más que una estación automática de dos vías.

Muchas maquetas, en cuanto son un poco grandes, incluyen una estación oculta. En realidad es lo mismo, ya que lo que se pretende es tener en una zona fuera de la vista una cierta cantidad de trenes estacionados y hacer que cuando un tren desaparezca de la vista, vaya a estacionarse en esa estación, y desde ella arranque un nuevo tren que será el que vemos aparecer.  En realidad se busca el mismo efecto que antes pero mucho más perfecto, porque si hay muchos trenes, podemos llegar a ver pasar todos ellos antes de que vuelva a pasar uno que ya hemos visto pasar.  Muchas estaciones ocultas se manejan de forma más o menos manual, es decir que el operador está pendiente de dirigir el tren que quiere apartar a una vía de estacionamiento libre, y luego, también manualmente hacer que salga otro tren que sustituya al apartado. De hecho muchas estaciones ocultas son un verdadero estacionamiento subterráneo de composiciones que se mantienen preparadas para circular, pero que requieren siempre la intervención manual para que entren al circuito visible.

En algunos foros, a veces se suscitan debates acerca de la forma de automatizar una estación oculta. Lo que se pretende, evidentemente es conseguir que cada vez que un tren llegue a la estación, se estacione en una vía que esté libre, y que automáticamente empiece a circular otro tren y salga de la estación. El tren que sale en sustitución del que ha entrado, puede ser seleccionado de forma aleatoria, o puede ser seleccionado mediante una secuencia establecida. Los sistemas aleatorios suelen requerir algo de software, pero el seguir una secuencia fija se puede hacer con un sistema lógico.

Lo malo es que si pretendemos hacer ese sistema lógico a base de relés se llega a unos sistemas muy complejos, y yo lo que he podido ver siempre es un galimatías de relés unidos a sensores de paso y diodos que  me han parecido siempre muy complicados. No es de extrañar porque hay que manejar por un lado desvíos para dirigir los trenes a la vías de estacionamiento, y por otro lado tramos de parada con sus relés correspondientes, que paran y arrancan los trenes

Debo decir que nunca me he metido a analizarlos con profundidad, porque aunque mi maqueta tiene una estación oculta de 6 vías, el tema de la automatización ha estado siempre en fase de lejano proyecto.

Pero al ver que la pequeña trampa de trenes podía hacerla con mucha facilidad, me puse a pesar si no podía utilizar los mismos elementos (BLKS03 y DDESVIO3) para hacer una estación oculta automática de cualquier número de vías.

Bueno, el resultado es este:


Aclaro enseguida que lo que he dibujado es una estación de un número indeterminado de vías, por eso las lineas de puntos por delante y por delante de las dos vías rotuladas como Vía n y Vía n+1 y también la primera vía y la última. En cuanto a cableado he dibujado el correspondiente a la vía 1 y a esas dos vías genéricas contiguas. Con eso queda definido como hay que hacer el cableado para cualquier número de vías. Las flechas hacia arriba indican conexión al circuito siguiente, y las flechas hacia abajo indican conexión al circuito anterior

Se podrá decir que es un circuito complicado, y no lo niego, pero es completo, es decir incluye las lineas de control de tracción (en rojo) las lineas de contro de desvíos (magenta y cyan) y las lineas que manejan todos los sensores que detectan los trenes (naranja y verde)

Se utiliza un módulo BLKS03 por cada vía de estacionamiento y un módulo DDESVIO3 por cada dos desvíos, Y sobre todo, no hay nada más, es decir, ni diodos ni nada más. Además el sistema no solo funciona automáticamente, sino que si se desea puede manejarse de forma manual desde un cuadro de control.

Evidentemente, cuando me llegue el momento, automatizaré mi estación oculta con este procedimiento.

Y ya puestos................

Hace poco un compañero me pedía consejo, porque quería que en su maqueta hubiese una linea de vía única, por la que circulasen trenes en ambas direcciones. Efectivamente en lineas secundarias es muy habitual en la realidad que la línea sea de vía única y los trenes se crucen solamente en las estaciones, lo que implica un bloqueo un poco especial porque un tren tiene que esperar a otro que viene de frente en las estaciones, y solo puede arrancar cuando tiene vía libre hasta la estación siguiente.

Como estaba con este tema, pensé que sería más o menos fácil hacer un control para este sistema de vía única. En principio parecía fácil, porque si consideramos que el tramo de vía entre dos estaciones es un cantón. cuando un tren entra lo puede bloquear como en el caso del bloqueo automático normal, solo que aquí se bloquea la entrada desde ambos extremos.

Pero cuando me puse a estudiar el tema, me di cuenta que se podía producir una situación que no tiene paralelo en el bloqueo automático normal, y es la siguiente: Cuando un tren circula entre dos estaciones, está claro que debe impedirse que entre otro tren desde cualquier de las dos estaciones. Esto hace que con facilidad se de la circunstancia que tengamos dos trenes esperando a entrar, uno en cada estación. Asi que cuando el tren que estaba circulando llega a la estación y libera el cantón ¡arrancarían simultáneamente los dos trenes que estaban esperando! Naturalmente esto no puede ser.

Bueno pues dádole un poco de vueltas al asunto, resulta que tabién este tema se puede resolver con los BLKS03. De hecho en este caso se utilizan tres módulos y el circuito es este:


Muchos cables, si, pero funciona, o eso espero (y todavía quedan bastes bornas sin utilizar!) . Por cierto que la solución a la incongruencia que hacía que arrancasen los dos trenes al tiempo, se resuelve con el truco de que cuando el tren que estaba ocupando el cantón sale del mismo, activa primero un sensor que libera el tramo de parada de la otra estación y después de avanzar unos centímetros activa un segundo sensor que intenta liberar el tramo de parada de la misma estación a la que ha llegado. Y digo intenta porque si en la otra estación había un tren a la espera, el primer sensor lo habrá puesto ya en marcha, y habrá bloqueado de nuevo el cantón,

Todo este tinglado se maneja solo con dos BLKS03. El tercero se usa para cambiar la polaridad de la vía, de manera que los trenes circulen por la vía única en un sentido u otro. Esto se hace simplemente cableando el tercer BLKS03 como un inversor.

Seguro que se pueden encontrar más aplicaciones a este inventillo, pero parece claro que es un elemento muy útil.

El que quiera ver el manual completo del BLKS03 con todas sus aplicaciones y la descripción detallada de los esquemas de conexión, lo puede obtener en este enlace:

Manual BLKS03



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