domingo, 9 de junio de 2019

Llegó el vídeo



En anteriores artículos dedicados al PWM76ASFA, he expuesto mi intención de realizar un vídeo donde se pudieran ver sus características principales, y en particular la combinación de sus funciones de aceleraciones y deceleraciones progresivas, junto con la simulación de que los trenes, al pasar delante de las señales las reconocen y presentan en el panel del propio controlador la indicación de las señales que acaban de rebasar. Y por supuesto, se obedece a esas señales realizando las funciones que el maquinista realizaría a la vista de esas señales.

En realidad, el conseguir esto, tiene un poco de truco, ya que las señales en si, no tienen interacción alguna con el controlador. sino que lo que actúa sobre el controlador son los sensores situados en la vía, y por lo tanto la señal podría incluso no existir y todo funcionaría igual.

Por ejemplo si tenemos una señal avanzada en amarillo (como la que se ve en primer plano en la imagen de cabecera) y si tenemos un sensor en la via junto a la señal, al pasar el tren se activará el sensor, y si ese sensor activa la función "B" del controlador, se encenderá en el panel de ASFA del PWM76 el piloto correspondiente al "Aviso de Parada"y el tren comenzará a decelerar, simulando así que obedece a la señal.

Sin embargo, el sensor no sabe en que aspecto está la señal, de manera que se produciría el mismo funcionamiento con la señal en verde. Para evitarlo lo que hacemos es apagar el sensor cuando la señal está en verde, y de esa forma ya no detecta el paso de los trenes, de modo que no se activa función B del controlador, sino que se mantiene la función "via libre" y el tren continúa su marcha a la misma velocidad.

El sistema es general, es decir, para una señal de tres aspectos podríamos tener dos o incluso tres sensores conectados de forma que solo esté activo el que corresponda al aspecto que muestra la señal en cada momento. De cesta forma solo se activará el sensor correspondiente cuando pase el tren por la señal.

De hecho, la forma más sencilla de hacer esto, es jugar con la propia alimentación de las luces de la señal. Si conectamos la alimentación de un sensor al mismo punto que el led que se enciende para poner por ejemplo la señal en rojo, ése sensor sólo funcionará cuando la luz roja esté encendida.

Pero al hablar de encender y apagar los sensores ¿a qué me refiero?  Bueno, si son sensores de tipo Hall que tienen tres terminales Vcc, GND y OUT apagarlos sería dejarlos sin alimentación es decir que si conectamos la Vcc del Hall al mismo cable que alimenta el led rojo de la señal, este sensor sólo actuaría cuando estuviera encendida la luz roja. Sin embargo, hay una cuestión, y es que la mayoría de los semáforos funcionan en modo ánodo común, es decir que los leds se encienden y se apagan, no porque se corte el polo positivo de su alimentación, sino porque se corta el polo negativo. Bueno, no habría problema, si tenemos eso, bastaría que la alimentación positiva llegase también permanentemente al Vcc del sensor y conectar el terminal GND al cátodo del led. Cuando este cátodo se una al negativo de la alimentación se encenderán tanto el led como el sensor.

Y aquí es donde me ha surgido un problema que me ha vuelto loco. El tema es que con el funcionamiento descrito los sensores Hall se encienden y se apagan cuando se encienden y se apagan las luces correspondientes de la señal, y ocurre que como muchos elementos electrónicos, al apagarse o encenderse hacen cosas raras.  Hasta ahora no me había dado cuenta, porque en todos casos en los que los he usado, los sensores Hall estaban permanentemente alimentados, así que funcionaban perfectamente.

Las cosas raras, que ocurren es que al encenderse o apagarse, emiten una señal por la salida, análoga a la que se produce cuando detectan un tren. Esta señal, naturalmente llega al controlador y como no corresponde realmente al paso de un tren, distorsionan totalmente el funcionamiento del sistema.

Seguramente hay muchas soluciones, por ejemplo que no se apague el sensor nunca sino que su señal OUT llegue o no al controlador, incluyendo en su camino un relé o algún tipo de conmutador electrónico. Pero cualquier cosa que hagamos en ese sentido es un complicación adicional.

Asi que la solución que he tomado es muy simple: En los puntos en los que se necesite un sensor que haya que apagar y encender, sustituir el sensor Hall por un sensor Reed. Éstos como son más o menos mecánicos no producen ningún falso contacto.


En el esquema anterior se puede ver el circuito que se emplea en el video que luego se incluye. Se ven las señales P (principal, verde/roja) y A (avanzada, verde/amarilla) y junto a ellas los correspondientes sensores H y B que son sensores Reed . Como se ve el sensor B se conecta al PWM76 por la borna "B" lo que hace la función de "anuncio de parada" y lo mismo el sensor H se conecta a la borna "H" lo que hace la función de parada inmediata.

El otro polo de estos sensores se conecta, no al negativo de la alimentación, lo que haría que funcionasen siempre, sino a la conexión que enciende los leds rojo y amarillo de las señales (conexión representada en color Cyan) y que solo se une al negativo de la alimentación cuando el BLKS03 está en situación "Set"

Y voilá: aquí está funcionando:




Como digo, el circuito montado para grabar el vídeo, corresponde al esquema incluído más arriba.

Hay que tener en cuenta que se trata exclusivamente de lo que correspondería al final de un cantón, de un sistema de bloqueo creado con controladores PWM76, para conseguir paradas y arrancadas progressivas y reconocimiento de señales simulando el sistema ASFA.

Tal como se describe en el propio manual del PWM76, montar un bloqueo automático con estas características en el que se aprecie mínimamente el funcionamiento, requiere trazados muy largos, y por lo tanto no se puede reproducir en un circuito de pruebas como el que se ve en el video. Por ello se ha reproducido solamente lo que sería el final de un cantón, y para conseguir que las señales cambien de aspecto, lo que en una instalación completa sería consecuencia de la circulación de los trenes por el resto del circuito, se ha puesto un mando manual, que en el vídeo se ve que se activa a mano para actuar sobre las señales. Realmente este mando manual que se ve el video corresponde a las dos conexiones terminadas en flechas hacia la derecha e izquierda (azul y violeta) por donde, efectivamente, ese esquema emite y recibe las señales de los otros cantones del circuito que aquí no existen


jueves, 30 de mayo de 2019

Nuevo TIMER-2


Hace ya más de dos años, presenté aquí un temporizador (véase TIMER) que realicé con la idea de de controlar con él el tiempo de aceleración y frenada de uno de los primeros controladores con inercia. Naturalmente, además de ese uso servía para realizar paradas de los trenes por ejemplo ante una señal o en una estación, y lo vimos funcionando en el video PWM70 haciendo paradas temporizadas en circuito cerrado y con un tren lanzadera.

Sin embargo, a pesar de que estuvo varios meses en la tienda, no tuvo ningún pedido, por lo que lo retiré, sobre todo porque detecté que a entrada era un poco inestable.

Sin embargo, como en otros casos, ha ocurrido que después de retirar un producto por falta de pedidos, se empiezan a recibir peticiones de que vuelva a ponerse a la venta. Este ha sido el caso, así que como creo que puede ser útil, he hecho una nueva versión, corrigiendo un poco el diseño y se pondrá a la venta en breve.

Lo dicho para aquella primera versión sigue siendo válido para éste, salvo que ahora tenemos tres entradas en lugar de una. En realidad lo que tenemos es un chip de puertas lógicas "OR" del que se utilizan tres entradas, es decir, el mismo esquema que todos los demás dispositivos electrónicos que vengo diseñando y que ha dado tan buen resultado. Esto ha estabilizado la activación y como ventaja adicional se pueden conectar varios dispositivos de activación sin que se interfieran.

En el video siguiente, se puede ver el circuito funcionando en uno de sus usos más habituales, es decir, creando una parada por un tiempo determinado en la circulación de un tren

El video tiene dos partes: En la primera lo usamos con un controlador PWM72, y se hace la demostración de cómo se puede ajustar el tiempo de parada y también de como utilizarlo para invertir el sentido de la marcha, que es función habitual para los trenes lanzadera.

En la segunda parte se hace la demostración con un PWM76 ASFA (Que por cierto es el primer vídeo en el que lo vemos funcionando con trenes) y se resalta cómo con este tipo de controlador las paradas y arrancadas son mucho más suaves que con el anterior.




Hay que destacar, que aunque se trata de funciones completamente automáticas, ya que como vemos no se actúa manualmente para nada, la complicación del montaje para conseguir esto es relativamente baja.

El montaje para el uso con el controlador PWM72 es exactamente el que vemos en esta imagen:

Sencillamente el sensor, cuando se activa, envía la señal (linea verde en la imagen) tanto al controlador, donde activa la función "S" como al TIMER-2 que empieza la cuenta de tiempo. Con la función S el controlador para el tren. Transcurrido el tiempo ajustado, el TIMER 2 emite una nueva señal por la salida PULSE que es llevada (linea azul) a la entrada "F"del controlador, con lo que éste vuelve a poner el tren en marcha. 

Si en vez de llevar la salida del temporizador a la entrada F del controlador, la llevamos a la entrada R el tren arrancará en sentido contrario.

El montaje para el controlador PWM75 VO o PWM76 ASFA es el que se muestra en la imagen siguiente (en la imagen se representa un PWM75 y en video vemos un PWM76, pero para este caso es indiferente)


La diferencia es que se añade un segundo sensor avanzado en el punto en que queramos que empieze a disminuir la velocidad del tren. Este sensor activa la función "B" (aviso de parada) en el controlador, que efectúa esa progesiva reducción de velocidad.

El sensor principal, situado donde queremos que pare el tren funciona igual que en el caso anterior, es decir activa la función "H" (parada inmediata) que detiene el tren en ese punto, y pone en marcha la cuenta del controlador.

Trascurrido el tiempo programado el TIMER-2 emite por la salida PULSE una señal que llevamos a la función T (via libre) del controlador, con lo que el tren arranca progresivamente.

Nótese que con la función T el tren reanuda la marcha siempre en el mismo sentido que tenía cuando se paró. Si se desea un arranque hacia atrás, habría que llevar también la señal  de PULSE del TIMER-2 a la función R del controlador.

Hay una pequeña diferencia en el comportamiento del controlador PWM75 y PWM76, ya que el segundo, que es el que vemos en el video, permite que cuando la locomotora alcanza el sensor principal, no frene bruscamente como en el caso del PWM75, sino que lo haga de forma un poco más suave, haciendo una parada más realista. Esto se puede apreciar muy bien en este video.



miércoles, 1 de mayo de 2019

Exito


Pues casi ni yo mismo se porqué me lancé a desarrollar este último controlador PWM76 ASFA, aunque ya expuse aquí las mejoras que aportaba respecto del anterior PWM75 VO, pero también expuse mis dudas respecto a que las mejoras que incorporaba justificasen el aumento de precio que inevitablemente conllevarían estas mejoras.

Bueno, pues como saben los lectores de este blog, ahora la fabricación y venta las lleva otra persona que ofrece mis productos en su tienda https://rhtraincontrollers.mycomandia.com/ a la que acabo de transmitirle el proyecto para su comercialización.

Y lo que me comunica es que nada más ponerlo a la venta, ya ha recibido algún pedido, lo cual parece indicar que había cierta expectación por este producto. Me ha sorprendido un poco porque realmente no se ha visto todavía un vídeo en el que se pueda apreciar bien su funcionamiento controlando un bloqueo automático con frenadas y arranques progresivos, pero parece que las explicaciones dadas aquí en artículos anteriores han sido suficientes para interesar a más de un posible comprador.

A falta de vídeo, que tengo la intención de hacer, en cuanto pueda, lo que si es interesante es que en el folleto de instrucciones, se ha incluido un apéndice con una detallada explicación de la forma de planear, montar y cablear un sistema de bloqueo, utilizando este equipo y los BLKS03
para conseguir un bloqueo automático con manejo de señales principales y avanzadas, y por supuesto con frenadas y arrancadas progresivas,  algo muy similar a lo que se obtiene con un sistema digital y con decoders equipados con ABC.

Quien tenga la intención de utilizar uno de estos controladores para hacer un bloqueo automático con éstas características puede bajarse el folleto en PDF en la tienda de RH Traincontrollers para estudiarlo y ver si cumple sus expectativas.

Y ahora, ¿Qué hago yo?  ¿Rehacer de nuevo el cuadro de control de mi propia maqueta para sustituir los PWM75 VO por los nuevos PWM76  ASFA? Sería la quinta versión del cuadro, aunque conociéndome, me parece que no voy a tener más remedio.



sábado, 27 de abril de 2019

Pero, ¿Qué demonios hace el VELAN?




El velocímetro VELAN. o su nueva versión VELAN-2 están de actualidad porque se ha hablado recientemente de ellos en este blog, y parece que está gustando a los aficionados. Esta es la razón por la que el nuevo desarrollo PWM76ASFA lleva ya incorporado un velocímetro, que funciona exactamente igual que el VELAN.

La verdad es que hay muchos aficionados que preguntan en los blogs, cuál es la forma de conectar un "voltímetro" a su cuadro de mando, para tener una referencia de la velocidad a la que se mueven sus trenes. Esto, que en digital está perfectamente resuelto, ya que la mayoría de los programas presentan en la pantalla una indicación muy clara de las velocidades de las locomotoras, en analógico no está resuelto de una forma estándar. Yo diría además que cuanto mejor es el sistema de control analógico, peor es el resultado que se obtiene si nos limitamos a medir la tensión que enviamos a la vía. Que yo sepa no existe ningún fabricante de trenes que ofrezca algún tipo de velocímetro que pueda funcionar con trenes analógicos. Sé que existen unos aparatos que tienen el aspecto de un túnel corto (más o menos la longitud de un vagón)  y que cuando un tren pasa por el interior cronometra el tiempo que tarda entre la entrada y la salida y con ello calcula la velocidad que muestra en el exterior del túnel. Pero claro, eso es la velocidad en ese punto, no en cualquier otro punto del recorrido.

También me parece haber visto unos vagones (para H0) que al ser arrastrados, miden la velocidad de giro de los ejes, y de ahí sacan la velocidad que se muestra en el exterior de la carrocería. Pero desde luego  eso es algo completamente fuera del aspecto normal de un vagón y no tiene sentido llevar en cada tren uno de estos vagones. Supongo que son útiles durante la construcción de una maqueta complicada, como los vagones que miden las pendientes, etc.

Todo el mundo piensa que como los trenes analógicos son de corriente continua, y funcionan a mayor o menor velocidad según la tensión que enviamos a la vía, si medimos esa tensión que enviamos a la vía tendremos una indicación, al menos proporcional a la velocidad. Por eso decía antes que en los foros se suele hacer la pregunta de cómo conectar un voltímetro a la salida del controlador.

Si eso fuera cierto, es decir, si alimentásemos los trenes de corriente continua, con corriente estrictamente continua, tendríamos al menos un punto de partida, pero como ya vimos en un par de artículos de este blog (cuya lectura recomiendo para entender completamente éste) publicados hace ya unos años:   Corriente ¿continua? (I)   y  Corriente ¿continua? (II) la corriente continua pura (plana, la llamaba allí) no suele usarse tal cual para mover los trenes de corriente continua.  Como resumen de lo allí expuesto, vemos a continuación las formas de onda más habituales que entregan los controladores y que técnicamente se denominan, de izquierda a derecha:

  • Rectificada de media onda
  • Rectificada de onda completa
  • Rectificada compuesta
  • Modulada por ancho de pulso (PWM)



Como decía las denominaciones son técnicas. Desafortunadamente los fabricantes son mucho más imaginativos y recurren a denominaciones menos técnicas, y casi siempre con referencia a "pulsos" o "pulsantes", pero sin que se sepa bien a qué se refieren.

El problema principal, es que cuando queremos medir la tensión que enviamos a la vía, y conectamos un polímetro, lo normal es que lo pongamos en medida de tensión continua, porque al fin y al cabo nuestros trenes son de corriente continua ¿o no?. Pues ése es el problema, que tal como se ve en los gráficos anteriores es una corriente que no cambia de polaridad, pero en absoluto es una corriente continua sino una sucesión de crestas y valles. Asi que lo que aparece en el visor del polímetro es algo que no es el valor real de la tensión que estamos enviando a las vías, sino algo que depende de la forma en que funciona el polímetro y de la forma de onda de la tensión que estamos enviando y sobre todo que no es de ninguna forma proporcional a la velocidad de la locomotora. De hecho, a veces al aumentar la velocidad por encima de cierto límite, la lectura del polímetro disminuye. En algunos casos, sobre todo con polímetros baratos, y también con esos cientos de voltímetros chinos que podemos comprar por internet, se obtiene el curioso efecto de que aunque no variemos la tensión del controlador, la medida que se muestra va saltando de valores cada pocos segundos, y los valores mostrados en cada salto son muy distintos.

Esto último que parece un disparate, no lo es tanto, porque lo que ocurre es que el aparato hace una medida, y la muestra, y al cabo de uno o dos segundos, hace otra medida y la muestra. Si la corriente fuera continua pura, ambas lecturas mostrarían lo mismo, pero como se ve en los gráficos anteriores,  las formas de onda son diversas y tienen crestas y valles, de manera que si cuando el voltímetro hace una lectura, pilla una zona de valle mostrará una lectura baja y si en la siguiente lectura pilla un momento en que la tensión está cerca de la cresta, mostrará una lectura mayor y muy distinta de la anterior.

Realmente como en todos los casos la tensión varía a lo largo del tiempo y muy rápidamente (las crestas y valles duran unos 20 milisegundos) es imposible ver los valores en cada instante, porque las cifras variarían a enorme velocidad, así que cuando decimos que queremos leer la tensión que estamos aplicando a las vías, en realidad como queremos un único valor, lo que el polímetro debería darnos, lo que esperamos ver, es una "media". Lo pongo entre comillas porque si con media, queremos decir lo habitual, es decir el valor más alto, menos el valor más bajo dividido por dos. resulta algo muy poco práctico. Por ejemplo en los gráficos anteriores la primera, segunda y cuarta forma de onda tienen la misma altura, o sea que el valor más alto y el más bajo son iguales, asi que esos tres casos el polímetro debería dar el mismo valor medio. Pero desde luego esas tres formas de onda, aplicadas a un motor producen efectos totalmente diferentes.

Necesitamos un valor que sea significativo respecto de los efectos que cada tipo de onda produce, y realmente como lo que hacemos con la corriente que enviamos a las vías es enviar energía al motor. lo que nececesitamos es algo que mida la energía transportada por la onda por unidad de tiempo, o sea, su potencia.

¿Se puede calcular la potencia que transporta una corriente eléctrica de cualquier forma de onda? la respuesta es si, y además sorprendentemente sencilla...de enunciar: La energía transportada por una corriente eléctrica variable es igual a la energía transportada por una corriente continua constante cuyo valor de tensión es igual a la Raiz Media Cuadrática de los valores de la tensión variable.

A ese valor de tensión resultante de la media cuadrática se le llama en español "tensión eficaz" y en inglés "RMS", que proviene de Root Median Square o sea exactamente Raiz Media Cuadrática.

Lo de "tensión eficaz" es muy gráfico porque representa efectivamente el efecto que produce la corriente en el dispositivo que la recibe, en este caso el motor de la locomotora, en definitiva la potencia que el receptor recibe. Y en el caso de un motor, es bastante proporcional a la velocidad.

Asi que si queremos una lectura de algo que queramos que sea una buena indicación de la velocidad de una locomotora, tenemos que medir la Tensión Eficaz de la corriente que enviamos a las vías. ¡Perfecto!

Pero aquí surge un tema ¿Como se calcula la tensión eficaz? Pues muy fácil, aplicando esta fórmula:

Es decir, un polímetro que deba mostrar la tensión eficaz para cualquier forma de onda, debe ser capaz de medir la frecuencia de la onda para calcular el periodo (T) y a partir de eso realizar una integral del cuadrado de la tensión en función del tiempo v(t). y una vez calculada la integral a lo largo de un periodo dividir por el valor del periodo y extraer la raiz cuadrada.

¿Y hacen eso los multímetros? Pues la mayoría no. Existen multímetros llamado precisamente de "Verdadero valor eficaz" que si lo hacen, pero evidentemente son caros. (véase: Fluke) También lo hacen los osciloscopios digitales.

Los polímetros normales no son capaces de hacer ese cálculo para cualquier forma de onda, pero si lo pueden hacer para un caso determinado: para el caso de que se trate de una onda senoidal pura. es decir para la corriente alterna (aunque sea de frecuencia distinta de los 50 o 60 Hz habituales). Esto es porque en este caso, la solución de la integral anterior da un valor que es igual a la tensión de pico dividida por la raiz cuadrada de 2 (2 =  1.4142...), de forma que si metemos las puntas de prueba en un enchufe con el polímetro ajustado a medida de alterna. el polímetro recibe una tensión alterna senoidal  con un valor que oscila entre 310 y -310 V, 50 veces por segundo. Entonces toma el valor de pico, 310, lo divide por 1.4142 y muestra en pantalla 220 V , y efectivamente 220 V es el valor eficaz de la corriente alterna doméstica.

Asi que los polímetros normales y también los voltímetros de panel, ya sean analógicos o digitales, para corriente alterna, lo que muestran es el valor eficaz de la tensión alterna, siempre y cuando la corriente sea verdaderamente una corriente alterna con forma de onda senoidal pura.

El problema es que  ninguna de las formas de onda que utilizamos para mover los trenes analógicos de corriente continua es una senoidal pura. Asi que los resultados que muestra el polímetro pueden ser cualquier cosa, y sobre todo las medidas no son proporcionales a la potencia y por lo tanto a la velocidad.

Después de todo lo anterior, se puede ver que algo que parece muy simple, en realidad es bastante complicado, y no es de extrañar que los que buscan algún tipo de velocimetro para su panel de mandos, no encuentren la solución.

Una cosa que parece que ayuda, es constatar que el valor de la tensión eficaz para un periodo de una tensión con cualquier forma de onda representada en unos ejes de coordenadas tensión/tiempo, corresponde con el área comprendida entre la onda y el eje horizontal. Es más visual, pero no aporta nada, porque para calcular ese área para cualquier forma de onda es necesario conocer la función de la tensión, e integrarla en el tiempo del periodo....¿o no?.

Desde luego que eso es cierto, pero hay un caso en que se puede calcular ese área de forma inmediata. y es precisamente una de las cuatro formas de onda  antes expuestas....y la que usan todos mis controladores. Me refiero, claro a la PWM. También es posible hacerlo para algunos otros tipos de forma de onda como las triangulares, dientes de sierra, etc

En la figura adjunta se ha dibujado un diagrama tensión /tiempo representando la tensión mediante la traza azul, para una tensión de tipo PWM. Como ya se vió en los artículos precedentes, la tensión de tipo PWM presenta una tensión de pico constante, y una frecuencia también constante, pero una anchura de pulso variable. La regulación de los trenes se obtiene variando esa anchura de pulso desde prácticamente cero, en que el pulso se adelgaza hasta casi desaparecer, hasta una anchura de pulso prácticamente igual al periodo, con lo cual la tensión se convierte casi en una tensión continua de valor igual a la tensión de pico.
Por lo tanto lo que influye en que un tren corra más o menos es esa anchura de pulso que podemos variar, y si podemos medir esa anchura, tendremos una variable de la que deducir la velocidad.

Ese valor, lo podemos representar también como porcentaje con respecto al periodo, que como hemos dicho es fijo. Así que podremos decir que la anchura de pulso es por ejemplo el 66% del periodo. A esta cifra se le llama en ingles "duty cicle" o "power cicle"  y en español "factor de ciclo". o "ciclo de trabajo" 

Y ahora viene lo más importante: Sabemos calcular el área (roja) comprendida entre la función que representa la tensión (azul) y el eje horizontal. Como es un rectángulo es la base por la altura, o sea anchura de pulso por la tensión de pico, o bien, llamando T al Periodo, Vp a la tensión de pico y D al factor de ciclo:

Area = T   Vp   D  / 100

Pero como habíamos dicho que ese área era justamente la tensión eficaz Vef , para un periodo, resulta que en este caso podemos calcularla:

Vef  =  Vp  D /100 

En la figura se representa también, en verde el área construida sobre el periodo y con altura Vef. Este área por lo tanto es igual a la marcada en rojo, así que también puede decirse que la tensión eficaz es la altura de un rectángulo de base igual al periodo y cuya área coincide con la comprendida, también en el periodo, entre la función de la tensión y el eje de tiempo.

En resumen que como la tensión eficaz es en cada momento proporcional al factor de ciclo, y ésta tensión eficaz es la variable que corresponde a la potencia consumida por el motor, el factor de ciclo es la variable que nos indica el porcentaje de potencia que recibe el motor respecto de la potencia máxima que recibe cuando Vef = Vp y además la relación es lineal. 

Y ¿tenemos accesible el factor de ciclo, sin necesidad de un polímetro de verdadero valor eficaz  o un osciloscopio  digital?  Pues en un controlador PWM si.

En todos mis controladores con simulación de inercia, hay una parte del circuito que se ha representado en la figura adjunta.  En todos ellos, lo que sería el mando de velocidad, que en los casos sin inercia es un simple potenciómetro, se sustituye por un potenciómetro digital como el U3 en la figura. Este "potenciómetro" lo movemos con pulsos de reloj que llegan por CLOCK de manera que por cada pulso el potenciómetro sube o baja un escalón de los 100 que tiene.

El que suba o baje el potenciómetro depende del valor presente en el pin U/D Si es positivo el potenciómetro sube un escalón con cada pulso de reloj, y si es negativo baja 

Como vemos hay un segundo potenciómetro digital U2, conectado con sus entradas en paralelo con U3 de manera que cuando uno sube o baja, el otro también, así que están siempre sincronizados. Pero este segundo potenciómetro tiene conectado el extremo alto a la tensión del sistema (5V) y el extremo bajo a tierra. De modo que la tensión en el cursor (W) será un valor entre 0 y 5 V proporcional a la posición de este segundo potenciómetro 
La idea es que hay un potenciómetro manual RV1 que el usuario maneja, también conectado en sus extremos a 0 y 5 Voltios, de manera que la tensión del cursor corresponde a la posición de este potenciómetro manual. Es decir ésta es la tensión "objetivo" que el usuario ajusta con el potenciómetro manual.

Entonces, de forma continua, el comparador U1 compara la tensión "objetivo"  dada por RV1 con la tensión actual dada por W. Según sea una mayor o menor que la otra, el comparador dará una salida positiva o negativa, que llevada a ambos potenciómetros digitales hace que éstos se muevan a la vez para subir o bajar la tensión en U2 para igualarla con la generada en RV1.

Evidentemente como nunca se alcanza la absoluta igualdad, el comparador siempre da una orden de subir o bajar, pero acto seguido da la contraria y así indefinidamente.

Ya se ve a dónde vamos a parar: La tensión que aparece en el potenciómetro U2 como W, tiene un valor entre 0 y cinco voltios, proporcional a la posición del potenciómetro U2 y, a su vez, el potenciómetro U3 controla la anchura de pulsos del generador de la tensión PWM con un factor de ciclo proporcional a la posición del "W" de U3. Luego W mantiene una tensión entre 0 y 5 voltios linealmente proporcional al factor de ciclo de la tensión PWM que genera el controlador.

Lo que queda es sencillo: Evidentemente si llevamos la tensión de W a un voltímetro tendremos una lectura que variará entre 0 y 5 voltios pero si ponemos un divisor de tensión de relación 1 a 50, con los cinco voltios, el voltímetro marcará 5 / 50 = 0,1 voltios o, según la escala, 100 milivoltios. Si decimos que esa lectura significa el 100 por ciento conseguiremos tener un elemento que aparentemente indica el porcentaje de velocidad de la locomotora respecto de la máxima que puede alcanzar, con una precisión muy buena..¡Al fin 😂!

El vídeo siguiente es una pura ilustración de lo que acabamos de decir. Se utiliza no exactamente un VELAN, sino uno de los nuevos controladores PWM76ASFA, pero eso es indiferente porque el velocímetro que llevan incorporado estos elementos funciona exactamente de la misma forma. Al principio hay unas demostraciones de cómo actuando sobre el mando de velocidad del controlador se obtiene en la pantalla del ordenador la forma de la señal PWM que llega a las vías, y cómo varía el factor de ciclo, y por lo tanto la anchura de los pulsos de la señal, y al mismo tiempo el velocímetro indica valores entre cero y cien, que se interpretan como tantos por ciento de velocidad respecto de la máxima.

Al final hay un plano más cercano de la pantalla del osciloscopio en la que se han superpuesto unos marcadores para indicar dónde se visualizan los valores de DUTY (factor de ciclo) en porcentaje y también la tensión eficaz, indicada en el osciloscopio como RMS. Además se ha superpuesto en una esquina una vista cercana de la ventana del voltímetro. Si se ve el video con ampliación suficiente se pueden ver los valores que va dando el osciloscopio según varía la anchura de pulso y se puede comprobar cómo hay una sincronización casi perfecta entre los valores de DUTY que da el osciloscopio y los que se leen en la pantalla del velocímetro.

También es interesante ver como los valores de RMS, que sería la tensión eficaz van modificándose a la vez, de manera que estamos comprobando que al motor le llegaría una potencia correspondiente a estar alimentando el motor con esa tensión eficaz, y por lo tanto iría acelerando o decelerando a ese ritmo. Este valor se mueve de cero a 12, porque la prueba está hecha con 12 Voltios.





Al final,  esta es la forma en la que trabajan los VELAN: Casi por casualidad, el circuito que se utiliza par controlar la anchura de pulso en el el generador de la señal PWM proporciona una tensión variable entre 0 y 5 voltios, que es proporcional al Duty de la señal generada.  Así que sin ninguna complicación añadida obtenemos la referencia que nos sirve para calcular la potencia que recibe el motor, y por lo tanto muy aproximadamente la velocidad.

Es curioso comprobar, tal como se hace en el video, que el valor del Duty que en cada momento corresponde al ancho de pulso de la señal, y que se muestra en la ventana del velocímetro y en la pantalla del osciloscopio son casi exactamente coincidentes en todo momento, a pesar de que se obtienen por dos métodos totalmente distintos: El del velocímetro, a partir del generador de la señal PWM, y el osciloscopio, que supongo que lo hace con un microprocesador realizando la integración de la función de tensión.

Naturalmente, todo lo dicho solo vale para controladores de tipo PWM, y solo si se puede conectar el velocímetro a la señal W. O sea para el caso de mis controladores, para PWM73SI, PWM74VO, PWM75VO y además el PWM76ASFA que ya lo lleva incorporado.



jueves, 11 de abril de 2019

Solución forzada

VELAN-2 Montado en un panel

Como los lectores de este blog saben, hace ya bastantes meses (Mayo de 2017) hice un desarrollo para conseguir un "velocímetro", que pudiera situarse en el panel de control y visualizase en todo momento la velocidad de una locomotora que estuviera siendo controlada por uno de los controladores con simulación de inercia. O sea, actualmente PWM73SI, PWM74VO y PWM75VO. No incluyo el reciente PWM76ASFA, porque éste ya lleva incorporado su propio velocímetro.

La solución que se dió en su momento, fue utilizar un "voltímetro de panel" de la marca Velleman y hacer un circuito que permitiera alimentar este dispositivo y hacer un divisor de tensión ajustable para conseguir que se pudiera conseguir que la lectura del voltímetro reflejara aproximadamente la velocidad en Km/h de la locomotora correspondiente. Desde entonces todos los controladores llevan prevista la conexión para este velocímetro que acabó recibiendo el nombre de VELAN. y que fué presentado aquí en este artículo: "Como hongos"

VELAN
Aunque nació casi como un gadget, a los aficionados les ha resultado muy atractivo, pues no había nada parecido en el mercado para sistemas analógicos. Desde luego, el que no hubiese nada parecido se debe a que para lograrlo es necesario un control de velocidad por PWM ya que la velocidad a la que se mueve una locomotora es aproximadamente proporcional a la potencia que recibe, y en los controladores PWM, esta potencia es linealmente proporcional a la anchura de pulso de la señal generada, y como esa anchura es justamente el factor que manejan los controladores PWM, es relativamente sencillo derivar de ahí una señal analógica que sea linealmente proporcional a la velocidad. En todos los controladores mencionados antes, se obtiene una señal analógica que varía entre 0 y 5 voltios y es linealmente proporcional a la velocidad. Está marcada como "W" en todos ellos.

Como decía, el montaje se basa en un voltímetro de panel de la Marca Velleman, al que se adiciona un circuito capaz de convertir esa tensión variable entre 0 y 5 voltios en una indicación de velocidad en Km/h. Aquí viene la dificultad, porque claro, si se mostrase directamente la tensión que genera el controlador, se mostrarían valores entre cero y cinco voltios, por ejemplo a mitad de la velocidad máxina se vería en el visor "2.50"  y eso no tiene nada que ver con la velocidad de la locomotora.

Se puede eliminar el punto decimal de la visualización de manera que entonces se vería 250 que se interpretaría como 250 Km/h pero que sigue sin reflejar la velocidad de la locomotora. Lo que se hace entonces es incluir en el circuito un divisor de tensión ajustable, de manera que moviendo ese ajuste se consigue reducir la tensión que llega al medidor en un factor fijo. Por ejemplo si hemos cronometrado la velocidad de una locomotora y hemos visto que a máxima velocidad circula a 170 Km/h a la mitad de velocidad máxima deberá circular a 85  Km/h,  ajustamos el reductor de tensión para que reduzca los 5 Voltios a 0,17 voltios (factor de reducción 0.034) Por lo tanto a media velocidad los 2,5 Voltios se reducirán a 0.085 V y en el visor se verá "85" que es exactamente la velocidad correspondiente a la mitad de la velocidad máxima.

Realmente no se hace ningún cálculo; simplemente se actúa con un destornillador sobre el potenciómetro de ajuste hasta conseguir que se visualice "85" o lo que corresponda.

Se puede pensar que se podría hacer un división con factor 0.34 pero es que estos voltímetros solo pueden llegar a medir hasta 2 Voltios, o sea que solo podrían indicar hasta 200 Km/h Y esto parece muy justo para las velocidades actuales de los trenes.

De manera que cuando vemos una indicación de por ejemplo 85 Km/h en realidad el voltímetro está leyendo sólo 85 milivoltios. Se necesita por lo tanto un voltímetro capaz de leer con suficiente precisión en un rango de milivoltios, y además que admita que le suprimamos la visualización de puntos decimales. La imagen anterior que muestra el VELAN indicando 165, en realidad corresponde a una tensión de 16,5 milivoltios.

Estas exigencias eliminan de un plumazo los cientos de voltímetros chinos que inundan Internet, No he visto nunca ninguno que tenga una sensibilidad de 200 milivoltios a fondo de escala. A veces me han dicho que porqué no buscaba un voltímetro más barato, pero la razón es esta. No he localizado ninguno más barato que cumpla lo requerido.

Y ahora, después de dos años, y cuando hay una demanda creciente de estos velocímetros, nos encontramos con un problema: ¡ El voltímetro de Velleman está agotado en todas partes! Aparece en las webs de casi todos los suministradores, pero siempre "sin existencias" lo cual indica que no se trata del fallo de una u otra tienda, sino del fabricante. Y esto es un problema porque no sabemos si va seguir la producción, y cuando, y ni siquiera si va seguir.

Asi que me he visto forzado a buscar una solución, (de ahí el título de este artículo) y el resultado ha sido sorprendentemente bueno: ¡La solución es hacer yo mismo el voltímetro!.  La verdad es que me ha costado bastante investigar cómo se podía hacer esto, y al final, como ya sabía, es algo bastante complicado para ser resuelto de forma artesanal, porque incluye un proceso que es convertir una tensión analógica (los famosos 1- 5 V) que varía de forma continua en un muestreo de valores digitales que se convierten a una expresión binaria en BCD que además requiere ser visualizada en displays de 7 segmentos.

Afortunadamente no soy el primero que se ha enfrentado con este problema, así que, el tema está resuelto por la industria electrónica. Resulta que hay varios fabricantes que hacen circuitos integrados que, en un solo circuito incluyen todo lo escrito en negrita en el párrafo anterior.

Claro que es un circuito integrado grande, nada menos que de 40 terminales, pero como digo resuelve el tema por completo.En la imagen de la izquierda, se puede ver como queda este circuito montado en mi nuevo desarrollo. No hace falta decir cuál es el circuito en cuestión, que ocupa media placa él solo. Por cierto, si alguien se anima, el circuito se llama TC7107.

Además del famoso chip, la placa incluye no solo los componentes auxiliares para alimentación y demás de ese chip, sino también los elementos que se incluían en el VELAN para hacer que las cifras muestren la velocidad directamente, para ajustar la velocidad, etc. Es decir he hecho directamente un VELAN no un voltímetro.

Evidentemente ahí no está el display que muestra las lecturas,pero es que para ahorrar espacio, este display va en la otra cara de la placa, tal como se ve en la imagen de la derecha.

Y ahora viene el problema: todo esto está muy bien, pero se necesita una carcasa parecida a la del voltímetro de Velleman para poder montar este elemento en un panel y eso ha supuesto otra búsqueda por Internet para encontrar algo que me pudiera valer.

La solución es algo que en el argot se denominan "mirillas" y aunque tampoco es fácil, al final he podido localizar una que me vale para este caso.

En la imagen siguiente vemos los elementos necesarios para el montaje de este VELAN-2 en un panel.


En el panel tenemos que hacer un agujero rectangular, dos taladros en los que ponemos dos tornillos de cabeza plana, y otros dos taladros más pequeños. Todo esto se hace fácilmente con una plantilla de papel que se adjuntará.

Luego, por delante del panel se coloca la mirilla con su cristal (plástico, más bien) y se sujeta por detrás con las dos grupillas que van con la mirilla. Ésta queda asi fijada en el panel, sin haber colocado aún la placa del circuito. Entonces, por la parte de atrás colocamos el circuito, sujetándolo con los tornillos y separadores, y el VELAN-2 queda montado. Puede verse el montaje de un VELAN-2 en el video siguiente, donde se monta junto con un PWM74VO





El resultado final es el que se ven la imagen de portada. Queda un montaje muy limpio, muy plano y muy estético y ocupa menos que anterior VELAN

Supongo que en poco tiempo esta nueva versión del velocímetro se podrá adquirir en la tienda.


martes, 9 de abril de 2019

Pues si, otro controlador

PWM76ASFA

En el artículo anterior, anuncié que estaba trabajando en el proyecto de un nuevo controlador, parecido al PWM75VO pero con velocímetro incorporado y ajuste de la inercia de frenado. La imagen de aquél artículo lo muestra "en equeleto" y la de este artículo lo muestra montado en un panel con su correspondiente carátula.

Sin embargo en el citado artículo lo anunciaba como PWM76VO y ahora, tal como se ve en la propia imagen, se denomina PWM76ASFA, siguiendo la costumbre de la serie, de añadir unas siglas indicando las características más destacadas, como es el caso de PWM73SI (simulación de inercia) y PWM75VO (velocidad objetivo)

Las siglas ASFA significan exactamente "Anuncio de Señales y Frenado Automático" pero además aluden al sistema denominado ASFA que se utilizó en los ferrocarriles españoles durante muchos años. No estoy muy al día, pero por lo que yo sé aún hay muchas líneas en que se utiliza, aunque se va sustituyendo por el sistema europeo ERTMS.

ASFA
Básicamente, el sistema ASFA consiste en un panel de señalización, situado en la cabina del maquinista con unas luces y pulsadores, y que podemos ver en la imagen de la derecha.

El tren detecta la situación de las señales presentes en la vía, mediante unas balizas situadas en la vía que actúan sobre un captador situado en la parte baja de las locomotoras.

El funcionamiento se basa en que cuando el tren se aproxima a una señal situada en la vía (normalmente un "semáforo"), se enciende en el panel de la cabina uno de los pilotos con el color que corresponde a la señal, y el maquinista debe reconocer la señal presionando el correspondiente pulsador. Esa es la función de "Anuncio de Señales".

La segunda parte, o sea el "Frenado Automático" se activa si el maquinista no reconoce o no obedece la señal. El caso más claro es cuando se trata de una señal roja, y el maquinista no para. Entonces el sistema ASFA detiene el tren con un frenado de emergencia.

Seguramente este sistema ha salvado muchas vidas en nuestros ferrocarriles, aunque la mayoría de los españoles se enteraron de que existía cuando hace unos años (24 de julio de 2013) se produjo un grave accidente en las cercanías de Santiango de Compostela.

El hecho de haberle puesto el apellido ASFA a este nuevo controlador, es porque se puede hacer una imitación casi exacta del ASFA real, cuando manejamos un tren con él.

Efectivamente en la imagen de cabecera, vemos que en el panel hay tres botones, encerrados en un recuadro nombrado como ASFA, y el funcionamiento es que cuando el tren se acerca a una señal (Verde, Amarilla o Roja) se enciende el botón correspondiente, y, sin que el operador haga nada, se produce la acción que un maquinista llevaría a cabo al responder a cada una de esas señales, es decir, mantener su velocidad de crucero, o acelerar hasta alcanzarla con la señal verde, o disminuir progresivamente la velocidad con la señal amarilla, esperando una señal de parada próxima, O pararse inmediatamente ante una señal roja. Así que también hace la función de frenado automático. Nótese que la detección de las señales en la vía se hace mediante sensores Hall situados en la vía junto a las señales, es decir, de nuevo algo muy similar al sistema ASFA

En realidad esto no es nuevo, ya que funciona casi exactamente igual que el PWM75VO, pero no me había dado cuenta de que el resultado se parece tanto al funcionamiento del ASFA.

Las otras novedades, también las anuncié en el articulo anterior, pero hay algo que también es novedoso, y es la utilización exclusiva de botones luminosos en lugar de los pulsadores y los leds que usaba anteriormente. Un problema de usar a la vez, pulsadores con y sin luz, es que para que los dos tipos de botones queden igual de enrasados en el panel de montaje hay que recurrir a trucos complicados en el montaje. También ocurre que los potenciómetros requieren un espacio por detrás del panel.

Así que aquí me he esforzado en facilitar el montaje de forma que todos los elementos queden enrasados al mismo nivel, sin tener que hacer nada raro. En este caso lo que hay es una primera placa de circuito que se monta prácticamente pegada al panel, con lo que los botones luminosos quedan como deben. Y los potenciómetros van en una segunda placa atravesando la primera por taladros en la misma.

Al final queda un panel bastante atractivo, aunque todavía quedan demasiado juntos los tres potenciómetros, pero bueno, está bastante bien.

Otra novedad es que el clásico led azul que en todos mis montajes indica que el circuito está encendido, aquí está sustituído por un pulsador, luminoso, también azul. Por lo tanto también se puede pulsar, y la función que hace es "resetear" el controlador, es decir dejarlo en la misma situación que al encenderlo. No es algo estrictamente necesario, pero ante un "lío" con los botones, este pulsador los apaga todos.

Tengo la intención de hacer un vídeo en el que se pueda apreciar todo este funcionamiento, pero hacer eso es muy complicado, porque se requiere mucho tiempo, y además para que se puedan apreciar perfectamente las aceleraciones y frenadas automáticas se requiere un circuito de mucha longitud.

Lo que si he hecho es un vídeo, en el cual se ven unas pruebas del controlador, y en particular la nueva función que permite regular la inercia de frenada, con independencia de la inercia de la aceleración. La prueba se efectúa, no sobre un locomotora, sino sobre un motor acoplado a un disco de colores, con el cual se aprecia muy bien la velocidad de giro del motor.




También se ve muy bien en el vídeo, el funcionamiento del velocímetro incorporado. No hay mucho que decir, porque el funcionamiento es idéntico al VELAN. Por supuesto, si se desea que la velocidad mostrada corresponda a la reducción a escala de la velocidad de la locomotora que estamos manejando, hay que hacer previamente una calibración, de la forma que se explica en el vídeo VELAN  Aquí, al no haber realmente una locomotora, esta calibración no se ha hecho, y el velocimetro muestra lecturas entre cero y 100, lo que viene a significar el tanto por ciento de la velocidad en cada momento respecto de la velocidad màxima.



martes, 19 de marzo de 2019

¿Otro controlador?



Pues en efecto, en la imagen de portada se puede ver un nuevo controlador que aumenta la familia de los PWM7x Este lo he bautizado como PWM76VO, pero realmente lo que se ve en la imagen es solo un prototipo y no es seguro que acabe en la tienda.

En realidad es un controlador que tiene prácticamente las mismas prestaciones que el PWM75VO, siendo las diferencias más significativas entre ambos las siguientes:

➧  Incorpora un velocímetro integrado con las mismas prestaciones que el VELAN pero con cifras más pequeñas.

➧  Incorpora un nuevo control que ajusta la frenada. Es decir cuando se activa la función de "PARADA" bien por haberse presionado el botón correspondiente o por activarse un sensor en la vía, este control determina cómo de rápida es la parada de la locomotora. Bien entendido que la parada es siempre muy rápida, puesto que esta función debe activarse cuando el tren se acerca a una señal roja, pero con este mando se puede ajustar para que sea casi instantánea, o que sea un poco más suave, lo cual es más realista.

➧  El panel de mandos puede quedar más estético. En efecto el panel de mandos del PWM75VO me quedó un poco antiestético ya que en él se mezclaban  pulsadores, leds, y los nuevos pulsadores con luz. Esto era porque la parte de control de marchas (adelante/paro/atrás) se aprovechaba de los modelos anteriores. Además el poco espacio restante tenía que recoger los botones de mando y los pulsadores luminosos que quedaban apretujados y asimétricos.

El tema de incorporar el velocímetro, surgió cuando hice el panel de mandos para mi propia maqueta, que ya vimos en "Cuadro.4". La idea era poner cuatro PWM75VO cada uno con su VELAN, pero me di cuenta de que los cuatro VELAN no cabían a lo ancho del panel. Asì que lo que hice fue hacer una versión más pequeña, con números de menor tamaño y menos circuiteria y poner una en la parte superior de cada controlador. Me pareció que quedaba muy bien, así que pensé que se podía hacer un versión del controlador que ya tuviese incorporado este velocímetro.

Al decir "menos circuitería" parece que quiero decir que el VELAN lleva demasiada quincalla para lo que es. En realidad parece que lo único que tenemos es un display de varias cifras, y poco más, pero en realidad se necesita un "conversor analógico digital" y eso es siempre un circuito complicado y por tanto caro. El elemento que yo puse en mi cuadro y que incorporo aquí al nuevo controlador es en realidad un único chip que incorpora todo lo necesario, es decir tanto el display para mostrar la lectura como el circuito conversor analógico-digital y por lo tanto es un componente bastante caro, de hecho más caro que un VELAN completo.

Asi que este controlador, repito, si llega a comercializarse, será más caro que el PWM75VO, y una de las dudas es precisamente si será vendible a un precio que cubra su coste de fabricación.

También se puede pensar en hacer este mismo controlador pero sin velocímetro, Lo malo es que entonces sería casi igual al PWM75VO y no se justificaría ofrecer dos productos casi iguales

La verdad es que además de lo expuesto, las diferencias de la parte electrónica de este nuevo desarrollo, son importantes respecto de los anteriores, lo que me ha hecho dedicar mucho más tiempo del inicialmente previsto al mismo.

Todavía tengo que retocar bién este diseño.


sábado, 16 de febrero de 2019

Nueva Tienda


Hace casi cuatro años anunciaba en este blog, la apertura de una tienda on-line (Levantando el cierre) donde pensaba ofrecer a los aficionados la posibilidad de adquirir los equipos que estaba empezando a diseñar para el control de trenes analógicos.

Hoy después de estar a punto de "morir de éxito" al haber quedado sobrepasado por el número de pedidos, y después de tomar la decisión de buscar una alternativa para que los aficionados no quedasen "desamparados" tengo la satisfacción de comunicar que ya está operativa la nueva tienda, en la que la persona que ha tomado el relevo, ofrece a la venta los mismos productos exactamente que se ofrecían en la mía hasta que se cerró.

Por supuesto esto no implica que yo me retire de la afición, y de hecho, al tener más tiempo libre pienso seguir publicando aquí los progresos que ahora espero que se produzcan en mi propia maqueta, y también dándole al coco par tratar de diseñar nuevos artículos.

Como decía la nueva tienda está ya operativa, y se puede tener acceso a la misma en esta dirección:



Creo que al final todo se ha solucionado de forma satisfactoria.

lunes, 4 de febrero de 2019

Mas noticias






Por lo que parece, la operación de "transferencia de tecnología" que he acordado con un profesional de la electrónica, tal como anunciaba en el anterior artículo, va a realizarse con rapidez y garantía, así que pronto tendremos de nuevo a la venta, todos los dispositivos que yo venía distribuyendo en "la tienda de Ifuval" en una nueva tienda on-line.

Los temas técnicos referentes a la fabricación de los elementos han quedado resueltos por lo que la apertura de la nueva tienda va a depender más que nada de los aspectos informáticos, ya que esta persona va a crear su propia herramienta para la venta on-line, seguramente con mayor flexibilidad en cuanto a formas de pago, ventas al extranjero etc.

Según me comunica, espera tener resueltos todos los temas en un par de semanas, por lo que ese será aproximadamente el plazo para poner en marcha el nuevo portal de ventas.

En el momento en la nueva tienda esté operativa, se comunicará en este blog y se pondrá un enlace en mi antigua tienda para que el que entre a ella sea dirigido a la nueva.


sábado, 19 de enero de 2019

Noticias de la Tienda






Para aquellos que están interesados en adquirir los equipos que fabrico y que estaban a la venta en mi tienda on-line www.tiendaifuval.es comunico la situación actual y prevista.

Como ya comuniqué el pasado mes de Noviembre (Véase Cambio de Ciclo ) No voy a seguir produciendo y comercializando estos equipos. Las razones se explicaban en ese mismo artículo.

Desde entonces, y con objeto de dar solución a aquellos que tuvieran mucho interés en los mismos, hice una venta especial destinada sobre todo a liquidar las placas y componentes que tenía en stock, dando la oportunidad de adquirirlos en forma de kit.

Dado el éxito de esta venta de liquidación de existencias, que agotó las mismas en cuatro días, y ante las peticiones que he seguido recibiendo, me plantee como solución reabrir la tienda pero cambiar la orientación, de forma que solo se comercializaran las placas de circuito impreso, dejando a los compradores la adquisición de componentes y el montaje y soldadura de los mismos.

Se que no es buena solución, pero es la que me ha parecido más factible, ya que a mi no me supone más trabajo que pedir la fabricación de las placas y enviarlas en sobres a los peticionarios. Sin embargo requiere que los compradores adquieran por su cuenta los componentes y los monten y los suelden. Para facilitar esto cada placa de circuito iría acompañada de una lista de componentes con todas sus características definidas para poder comprarlos en tiendas de electrónica e incluso con referencias de algunos suministradores para poder pedirlos en tiendas on-line.

Asimismo en la propia tienda se incluirían instrucciones precisas y claras para el montaje y soldadura de los componentes. Me consta que salvo una o dos excepciones todos los que compraron los KITS en la venta de liquidación, los han finalizado sin problemas.

Asi que durante este pasado mes me he dedicado a poner al día la tienda para adaptarla a esta opción de vender solamente las placas pero incluyendo toda la documentación necesaria para el montaje. Mi idea era abrir de nuevo la tienda con esa nueva orientación en unos pocos días, cumpliendo así la promesa de hacerlo en el mes de Enero. A todas los que se han dirigido a mi durante las últimas semanas les he comunicado esta intención y les he comentado que estuvieran atentos a este blog donde se informaría de las noticias.

Pero ha surgido una importante novedad. Se ha dirigido a mi, una persona, profesional de la electrónica,  que ha conocido el tema a través de uno de mis compradores. Esta persona está dispuesta a hacerse cargo del negocio tal como yo lo venía haciendo: es decir a seguir fabricando y vendiendo estos mismos componentes completamente montados y probados, listos para su uso. Esta solución a mi siempre me ha parecido la mejor de todas y así lo comenté en el artículo de Noviembre antes reseñado.

Naturalmente si esto se lleva a cabo, esta persona no lo hará de forma altruista, como era mi caso, asi que supongo que los precios de venta serán algo mayores pero eso dependerá por supuesto de como quiera gestionarlo. Mi única condición será que se mantengan exactamente las mismas prestaciones y calidades.

Lo malo de esto, es que este "traspaso de negocio" está en este momento solo en los primeros pasos, por lo que por bien que se den las cosas no va a estar todo en marcha dentro del mes de Enero. No puedo dar plazos porque evidentemente no dependen de mi, aunque espero que llegue todo a feliz término en poco tiempo.

De momento vuelvo a rogar un poco de paciencia, y como decían antiguamente en la televisión, "Permanezcan atentos a la pantalla". A esta pantalla.


jueves, 10 de enero de 2019

Recién nacido

PWM74VO

En próximos días iré dando detalles sobre la reapertura de la tienda, que como ya he adelantado se va dedicar a suministrar las placas de circuito impreso, para que los compradores incorporen los componentes y hagan el montaje.

Pero de lo que me he dado cuenta es que hay muchos compañeros que están deseando poder adquirir los controladores con inercia. Parece que los videos que se han puesto aquí últimamente, han convencido a muchos de la espectacular mejora que suponen las arrancadas y frenadas progresivas de los controladores PWM73SI y PWM75VO y están deseando tenerlos. Sin embargo, los que lo compraron en Kit han tenido alguna dificultad, seguramente porque estos equipos son de los más complicados que he diseñado y necesitan cientos de soldaduras muy ajustadas.

Asi que pensé que en cuanto la nueva tienda abra sus puertas, si pongo a la venta las placas de esos controladores va a haber mucha gente que los pida, y sobre todo el PWM75VO, que parece el que se maneja de una forma más familiar. Sin embargo parte de la complicación de esos controladores estriba en la posibilidad de automatizar las funciones de arranque y parada progresivas de forma automática, por ejemplo en combinación con semáforos. Estoy convencido de que muchos futuros compradores de estos equipos no necesitan estas funciones de automatización, sino que sólo desean un controlador con simulación de inercia.

Asi que que se me ocurrió tratar de diseñar un controlador sólo con inercia, es decir con mandos manuales tanto de velocidad (que ahora se convierte en velocidad objetivo) como de marcha adelante, atrás y parada. Es decir: un PWM71 con inercia.

La verdad es que el desarrollo  ha sido sencillo, ya que en realidad es quitar cosas al PWM75VO y ha quedado un diseño muy compacto que ha funcionado a la primera.  Como quedaba un hueco de numeración entre el PWM73SI y el PWM75VO he nombrado a este nuevo controlador PWM74VO.

La verdad es que se monta en un rato y es la primera vez que en el diseño me esfuerzo especialmente en conseguir que su montaje sea accesible a principiantes, ya que todas las soldaduras tienen pads grandes y no hay complicación alguna para montarlo. En definitiva este es un controlador especialmente diseñado para el que quiera un controlador sencillo y fácil de montar y además más barato que los anteriores puesto que solo lleva dos placas y un número relativamente bajo de componentes, pero sin renunciar a la función de simulación de inercia con toda su potencia.

Por cierto que el circuito que genera la simulación de inercia es exactamente el mismo que en los anteriores, de manera que como en ellos es ajustable incluso con el tren en marcha y que puede llevar a que la velocidad máxima se alcance en una aceleración que puede durar más de un minuto. Yo reconozco que a veces he comentado aquí que creo que el manejo de los trenes con tanta inercia con un mando giratorio no me parece cómodo, pero me estoy convenciendo de que puedo estar equivocado en esa opinión. Ahora tendré ocasión de probarlo bien, y veremos a qué conclusión llego.

La verdad es que, lo que yo he visto en todos los fabricantes que ofrecen mandos con simulación de inercia (en analógico) lo que ofrecen es algo mucho más pobre. Cuando yo los he probado tenía la sensación de que sencillamente el tren respondía con un cierto retardo al movimiento del mando, pero nada más, de modo que más parece un defecto que una virtud.

En cambio una inercia que produce aceleraciones de 50, 60 o 70 segundos como los míos, ya es otra cosa. Realmente se produce un cambio en la forma de manejo porque lo que hacemos es mover el mando rápidamente a una posición aproximada a la correspondiente a la velocidad que queremos que el tren alcance, e inmediatamente quitamos la mano del mando, y dejamos que el tren acelere o frene lentamente hasta alcanzar esa velocidad que corresponde a la posición del mando. Es algo parecido al "control de crucero" de algunos automóviles.

PWM74VO con velocímetro VELAN
Por cierto, que en todos los controladores con simulación de inercia que yo conozco, el ajuste de la intensidad de la inercia (si existe) , se hace de una forma incómoda, ajustando algo medio escondido, y seguramente hay que hacerlo con el tren parado al menos, si no es que sea necesario desconectar el controlador. En cambio en mis controladores el ajuste se hace con un mando perfectamente accesible en cualquier momento, incluso mientras el tren está rodando. Esto es más importante de lo que parece sobre todo si tenemos la posibilidad de ajustar la inercia a un valor muy alto. La situación que ocurre, si por ejemplo tenemos el mando de inercia ajustado a un valor muy alto, es que si en un momento dado necesitamos hacer para el tren en un lugar preciso, nos resultará muy difícil conseguirlo. Sin embargo si en ese momento, giramos el mando de inercia al mínimo, el tren obedecerá de forma instantánea al mando de velocidad como en un controlador tradicional, y podremos llevarlo a pararse con precisión donde queramos.

Como decía el circuito de simulación de inercia es el mismo que en los otros controladores y por lo tanto, sorprendentemente (porque no era mi intención inicial), este controlador tiene conexión para el velocímetro VELAN, con el que funciona perfectamente.




Como final de este artículo incluyo el video adjunto donde puede verse este controlador funcionando.

Realmente se parece mucho a los que ya hemos visto referidos a PWM73SI y PWM75VO así que parece más de lo mismo, pero ahí está precisamente la gracia, que hace casi lo mismo que los anteriores pero con un tamaño y un coste mucho menores y además con mayor facilidad de montaje y también con gran facilidad de instalación en cajas y cuadros de mando, al no haber aquí botones de pulsadores que siempre resultan problemáticos.



lunes, 7 de enero de 2019

Cuadro.4


En el artículo anterior, describía toda la serie de pasos, rectificaciones y avances que han llevado a este nuevo cuadro de control, que parece que va a ser el definitivo. Pero un cuadro de control no termina en su imagen con lucecitas encendidas, sino que es necesario ver que de verdad funciona.

El siguiente video es una demostración del cuadro funcionando en una primera prueba. Para la prueba he utilizado un tablero con cuatro tramos muy cortos de vía, que simplemente sirven para comprobar que la corriente llega a ellos y que unas locomotoras colocadas en esas vías responden a los mandos del tablero de control. Cada uno de estos tramos representa lo que será un cantón de la maqueta




En el video vemos en efecto cómo se maneja el cuadro de control y cómo las locomotoras responden a los mandos del mismo. Por cierto que alguna locomotora falla de vez en cuando y hay que darle una ayudita con la mano, pero eso es normal porque esas locomotoras llevan meses sin funcionar y además los carriles están sucios. Además, por supuesto, falta aquí la presencia de los limpiavías Gaugemaster que evitarían totalmente esos fallos.

Se puede ver, como las locomotoras están efectuando continuamente arrancadas progresivas, ya que están mandadas por contoladores PWM75VO que podemos reconocer en la parte superior del cuadro.

En un cierto momento se hace la prueba de cambiar el mando de uno de los cantones al controlador PWM71 situado en el centro de la parte inferior del cuadro. Se ve que para eso apagamos el controlador PWM75VO y automáticamente entra en servicio el PWM71 que maneja la locomotora como es habitual, es decir sin progresividad. Luego se hace lo mismo con tres cantones más y vemos como el controlador PWM71 maneja simultáneamente los tres cantones, lo que hace que las locomotoras situadas en ellos respondan al unísono, mientras el otro cantón continúa siendo manejado por el cuarto PWM75VO.

Por último, al final del vídeo, vemos el cuadro de control por detrás, y verdaderamente queda claro que el espacio está muy justo.

Quizá algún lector se haya sorprendido de que se pueda hacer una prueba de un cuadro de control tan elaborado como este, de forma independiente, es decir, fuera de la maqueta. Todo el mundo que ve algo así se imagina que de ese cuadro tendrían que salir cientos de cables que conectarían el cuadro con las vías y demás elementos de la maqueta. Bueno, en realidad no es así, ya que este cuadro solo maneja circuitos de tracción, y por lo tanto no desvíos señales, ni otro tipo de accesorios que si llevarían más cableado. Al ser solo corriente de tracción, no hay más que dos cables por cada cantón, así que del cuadro salen solamente ocho cables, que son los que vemos en la parte superior derecha de las imágenes. También hay dos cables más que conectan la alimentación de 9 Voltios. Los cables además se conectan al cuadro por medio de conectores Molex, de manera que incluso cuando el cuadro esté ya instalado en la maqueta, se podrá extraer para trabajar con comodidad en el mismo, si es necesaria alguna reforma o reparación.

Por cierto, que también vemos en este video funcionar el amperímetro que lleva el cuadro, y nos podemos dar cuenta que en algún momento en que funcionan a tope las cuatro locomotoras, llega a marcar del orden de 1.5 Amperios.

También se ven los cuatro velocímetros funcionando, aunque sus indicaciones no son precisas porque no se ha hecho el correspondiente calibrado.


sábado, 5 de enero de 2019

A la cuarta va la vencida (espero)


Los interesados en el seguimiento de la construcción de mi maqueta, habrán visto que una de las primeras cosas que hice fué construir el cuadro de mando, mejor dicho los cuadros de mando, puesto que lleva tres, pero todo el control del movimiento de trenes se realiza con el central, siendo los dos laterales para el control de desvíos.

En ese momento, (Mayo 2016) acababa de desarrollar el controlador PWM71, asi que lo usé para hacer el  cuadro de control con cinco de estos controles y un PWM72 qe se ve a la izquierda (Véase La guerra de los botones), aunque la idea era que PWM72 sería sustituido por un modelo más avanzado, con control de inercia.

De todas formas los cuatro cantones del circuito principal, que en aquél cuadro aparecían como A, B. C, y D se manejaban con cuatro PWM71, es decir con controladores sin inercia. El quinto cantón, marcado como E en aquél cuadro manejaría la zona de maniobras de la estación.

Efectivamente, cuando desarrollé el controlador con inercia PWM73, hice rápidamente otro cuadro que podemos ver en la imagen de la derecha y que ya aparecía en el artículo "Por fin salió" de Noviembre de 2016.

Como vemos se trata de la primera versión del contol con simulación de inercia que llevaba incorporado un "velocimetro" digital, aunque su indicación era siempre de 00 a 99 sin correspondencia con la velocidad real del tren.

Por primera vez, el Joystick que tenía desde un principio el cuadro, marcado como F correspondía efectivamente al controlador con inercia.

Sin embargo este PWM73 no soporta la automatización de paradas y arrancadas progresivas, por lo que no podía usarlo como control para el circuito principal. Lo que si estaba previsto era pasar el control de cada cantón a este único controlador, y poder manejar así un tren a lo largo de todo el circuito, con mando por joystick, pero sin poder tener más de un tren cuando se optase por este controlador.

Este cuadro así construido ha estado funcionando bastantes meses en la maqueta, y de hecho lo podemos ver utilizado por ejemplo en los videos de pruebas de la estación oculta, por ejemplo en el artículo "Prueba final" de Marzo de 2017.

Sin embargo, tenía la espinita clavada de no poder conseguir que el movimiento de los trenes en el circuito principal tuviera simulación de inercia combinada con bloqueo automático. A utilizar controladores sin inercia como los PWM71, sin inercia, iba a conseguir las típicas paradas y arrancadas bruscas ante las señales de bloqueo. Necesitaba un controlador con inercia y automatización de las paradas y arranques.

Por eso todos mis esfuerzos en el tema de controladores han estado dirigidos a este objetivo y de hecho hubo un primer intento con el Controlador  PWM74  en Abril de 2017 (Vease PWM74 ) que llegó incluso a tener un diseño de cuadro de control que utilizaba este controlador e incorporaba ya un velocímetro VELAN asociado al mismo. pero no llegué a construir esa versión que hubiera sido la tercera.

Como mis lectores saben, y si no,  lo pueden leer en "Al fin PWM75VO"  de abril de 2018 gracias a una feliz idea, inspirada por un comentario de un lector de este blog, pude al fin realizar un controlador que maneja los trenes con simulación de inercia aplicando el concepto de Velocidad Objetivo, y que al mismo tiempo podía automatizar las funciones de arranque y parada progresivas.

Y esto, ha dado lugar por fin, al nuevo cuadro que vemos en la cabecera de este artículo. Incorpora cuatro controladores PWM75VO que manejarán cada uno uno de los cuatro cantones del circuito principal. Se sigue manteniendo un quinto PWM71 para la zona de maniobras.

Como el PWM75VO admite el velocímetro VELAN, quería haber puesto uno a cada uno de estos cuatro controladores pero me encontré que no había espacio para cuatro VELAN, que realmente son bastante aparatosos (ya se ve uno de los displays de VELAN usado como amperímetro en la zona inferior izquierda del cuadro). Buscando una solución encontré unos dispositivos que son mucho más pequeños y eso me ha permitido también coronar cada controlador con un velocímetro ajustable para que indique la velocidad real. Por cierto que estos elementos, son notablemente más caros que los usados en el VELAN.



Si nos fijamos en esta cuarta y refinitiva versión ha desaparecido el joystick que había desde el principio. La justificación de este accesorio era porque yo siempre había tenido la idea de tener la posibilidad de manejar un tren a lo largo de todo el circuito de forma manual, es decir controlando su velocidad constantemente con un joystick como si fuera el maquinista. Esta misión requiere un controlador con inercia simulada, y por eso desde el principio había tratado siempre de tener uno, pero ahora me encontraba con la situación de que al incluir cuatro PWM75VO no quedaba espacio para otro controlador más. Nótese que los cuatro PWM75VO no son solución para ese tipo de conducción ya que cada uno de los cuatro está ligado a un cantón y a su sistema de bloqueo, por lo que tratar de usarlos para manejar manualmente un único tren supone tener que ir cambiando de controlador mientras el tren pasa de un cantón a otro.

La solución a esto, es simple, porque yo desde el principio he tenido la posibilidad de conectar al cuadro un controlador externo adicional. En cada versión vemos que hay siempre un conector circular (del tipo DIN que se usan para audio) marcado como G en las primeras versiones. En esta última versión sigo manteniendo este conector, de manera que si conecto un PWM73SI  con su correspondiente joystick  en ese conector ya puedo manejar con él un tren por todo el circuito.

A este respecto vemos una serie de conmutadores en el cuadro cuya misión es conectar o desconectar los cantones a los controladores, de manera que con la adecuada combinación de conmutadores se consigue que todos los cantones queden conectados al controlador que conectemos aquí. De hecho también se puede conseguir que todos los cantones se conecten al único PWM71, de manera que haciendo esto, este pequeño controlador manejaría toda la maqueta, y no solo la parte de maniobras.

Quizá alguno de los lectores, se de cuenta ahora de porqué remoloneaba tanto con la construcción de la maqueta. Y es que yo siempre he querido un sistema de bloqueo con paradas y arrancadas progresivas y como no lo conseguía, me he dedicado más a investigar sobre ese tema que a continuar con la construcción de la maqueta.