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sábado, 29 de mayo de 2010
Un poco de eléctrónica.
He estado buscando los circuitos demultiplexores a los que me refería ayer. He localizado 3, de los cuales el más apropiado parece ser el 74HC4514 cuya hoja de datos completa se puede ver pulsando en su nombre. En la cabecera de este artículo está su tabla de decisión. Para los no conocedores aclaro que estas tablas representan los valores que toman las salidas (otputs) del circuito en función de las entradas (inputs). Los valores posibles son dos: "H" que significa hight o alto y "L" que significa low o bajo. Si se alimenta el circuito con 5 voltios el valor alto es +5V y el valor bajo es 0V. La X significa que el valor de esa entrada no influye en la salida.
Como vemos en esa tabla, conforme los cuatro datos de entrada A0 a A3 , que serían los cuatro bites bajos de la señal de entrada van tomando las dieciséis combinaciones posibles, los datos de salida Q0 a Q15, van tomando el valor alto cada vez uno de ellos, exactamente lo que decía en mi artículo de ayer.
Nótese que hay un dato más, el indicado como "E" que yo llamo gatillo (en realidad "E" viene de ennabled, o sea "activado", y sirve para poner el circuito en estado activo o inactivo). Como vemos para que el circuito se comporte como queremos el gatillo debe estar al valor bajo. Si el gatillo está al valor alto, primera linea de la tabla, todas las salidas están al valor bajo. Esto es exactamente lo que necesito, ya que con esta función controlo cuál de los diferentes módulos está activo. Sólo estará activo aquél cuyo valor "E" sea bajo
Ayer decía que un circuito análogo serviría para activar el modulo necesario en cada caso, en respuesta a la posición de los cuatro bits altos. Ahora vemos que no tan análogo, porque el circuito que hemos visto produce un valor alto en la salida activada, y para manejar el gatillo necesitamos lo contrario, una señal baja.
Afortunadamente hay 2 circuitos que hacen exactamente eso: El 74HC4515 y el 74HC154. El primero es la pareja del anterior pero "en negativo", es decir que las salidas son opuestas a las de la tabla mostrada, de forma que todas las salidas están a "H" menos la activada que está a "L", justo lo que necesito para activar el módulo.
El segundo hace exactamente lo mismo, pero su disposición de las patillas del chip es distinta, así que tengo que decidirme por uno u otro antes de diseñar el circuito impreso.
Así en cada uno de los posibles 16 módulos del demultiplexor tengo una de 16 posibles salidas activada en cada momento.
Ahora tengo que convertir esas salidas en una corriente capaz de activar el motor de un desvío o un relé biestable para accionar por ejemplo un "parking" (o sea una vía aislada que se puede conectar o no a la corriente de tracción, en función de la posición de un relé biestable) Como ya he comprobado, los motores de los desvíos funcionan perfectamente con corriente continua de 12 voltios, y por otro lado tengo localizados unos relés biestables de 12 voltios En RS-Online, de modo que la salida del multiplexor es idéntica para ambos casos (y también para desenganchadores). Así que no tengo que hacer ninguna distinción en si va a actuar sobre relés o sobre desvíos o desenganchadores.
Para actuar sobre estos dispositivos lo que hay que hacer es poner un transistor polarizado a 12 voltios que reciba por la base la señal de salida del multiplexor y se ponga en conducción produciendo una corriente de salida suficiente. Sin embargo, esta necesidad es tan común que se fabrica un chip especial para hacer esto y que en realidad son ocho transistores darlington en una cápsula común. Se trata del circuito ULN2803 que soporta cargas de 500 mA y hasta 95 Voltios, o sea más que suficiente.
Ahora tengo que pensar en algo, que muchas veces se desprecia, pero que es muy importante, sobre todo en este caso donde va a haber una serie de módulos que permiten ampliar un circuito. Me refiero a la organización de las tarjetas y la forma de conectar unas con otras. En principio me propongo emplear cable plano para las señales electrónicas, y clemas en las salidas finales, donde se conectarán los cables hacia los desvíos. Sin embargo aquí hay un problemilla, porque si en vez de salidas a desvíos hay que conectar un módulo de relés parece más propio el cable plano. Mmmm... ahora que lo pienso, tengo la maqueta llena de unas plaquitas que lo que hacen es pasar de cable plano a clemas y viceversa. ¡Pues problema resuelto! le pongo salida por cable plano y cuando haya que llevarla a desvíos y demás le meto una de estas plaquitas.
¡No hay como escribir las cosas para dejarlas bien pensadas!
viernes, 28 de mayo de 2010
De nuevo con los voltios
En el último artículo, explicaba los motivos que me tienen bastante paralizado en estos momentos en cuanto al progreso de mi maqueta.
La verdad es que independientemente, de que pueda seguir con la construcción o no, el siguiente paso debería ser comenzar con la parte electrónica. El problema es que estaba empeñado en que la parte electrónica debería comenzarla con el sistema de control de locomotoras, y esta parte tiene una implicación importante con la topología del circuito, en cuanto a número de cantones, diversas posibilidades de circulación, etc., de manera que ante la posibilidad de que acabe por tener que cambiar el trazado, me parecía un poco arriesgado lanzarme por ese camino.
Sin embargo me he dado cuenta de que hay otra parte, la que se refiere al manejo de los desvíos, desenganchadores, apartaderos, etc, que es "universal", en el sentido de que si hago un sistema para manejar estos elementos desde un ordenador, me valdrá para cualquier maqueta, la actual o la que eventualmente pueda llegar a construir en el futuro, así que, puedo aprovechar esta pausa, para avanzar en ese sentido, lo mismo que hace algo más de un año, una pausa en el suministro de vía, me proporcionó tiempo para avanzar, y con mucho éxito, en el sistema de mando de locomotoras.
Sólo tengo un problema: a mi esto de la electrónica no me entusiasma. Me gusta mucho más trastear con las vías y los trenes, de manera que me da mucha pereza empezar otra vez con el soldador y los chips, pero, bueno, si se me da bien, pensaré en que todo va encaminado a la circulación de los trenes.
Voy a empezar a rescatar los papeles (cómo se olvidan las cosas) y me voy a centrar en el diseño del elemento central de todo el sistema: Este elemento se denominaría teóricamente "demultiplexor" y es un circuito electrónico, que en este caso debe tener 8 entradas y 256 salidas (nada menos) y que funciona de la siguiente forma:
Las 8 entradas pueden activarse independientemente, de manera que si están todas desactivadas la señal de entrada es 00000000; Si se activa el bit más bajo la señal sería 0000001.... y así sucesivamente hasta la señal 11111111 que corresponde a las 8 entradas activadas. Las posibilidades son 2 elevado a 8 que es precisamente 256 y lo que se pretende es que con cada una de esas 256 posibilidades se active una de las 256 salidas.
Como cualquier cosa que tenga 256 salidas es bastante monstruosa, voy a tratar de hacerlo con un diseño modular, es decir con módulos que decodifiquen 16 salidas. Así, según cuantas salidas necesite puedo usar más o menos módulos, hasta un máximo de 16, en cuyo caso tendría 16x16=256
Esto es bastante lógico, porque si nos fijamos las ocho entradas puedo considerarlas divididas en dos bloques de cuatro entradas cada uno 0000 0000 Los cuatro primeros serán los cuatro bites "altos" de la señal y los cuatro segundos serán los cuatro bites bajos. Si considero sólo los cuatro bites bajos, el número de señales posibles es 2 elevado a 4 que son 16, luego un módulo lo que tiene que hacer es convertir los cuatro bites bajos en las posibles 16 salidas, y eso hay unos cuantos circuitos electrónicos que lo realizan. De hecho el COLA02 que construí el año pasado hace exactamente eso
Por otra parte, un circuito análogo puede convertir la señal de los cuatro bites altos en sus correspondientes 16 salidas. Si cada una de estas salidas activa uno de los módulos, sólo uno de ellos estará activo cada vez, y por lo tanto sólo uno producirá una de sus 16 salidas. En definitiva: los cuatro bites altos determinan qué módulo se activa, y los cuatro bites bajos determinan qué salida, de las 16 de ese módulo, se activa.
¿Fácil no? Pues vamos a ello
Nota : la imagen de cabecera no tiene nada que ver con un circuito demultiplexor. De hecho es el esquema eléctrico del COLA 01, que ya fue construido el año pasado.
miércoles, 26 de mayo de 2010
Una explicación
Los seguidores de este blog, seguramente llevarán un cierto tiempo un tanto sorprendidos porque desde hace bastante tiempo no aparecen aquí avances en la construcción de mi maqueta. Creo que les debo una explicación, asi que no quiero retrasarla más.
Desde que comencé la construcción de esta maqueta, sabía que tarde o temprano tendría que ser transladada de domicilio. Por eso, he tenido cuidado de construirla de forma que sea desmontable, y por eso está dividida en tres partes que se pueden "desabrochar" de la estructura, con los mecanismos mostrados en la imagen de cabecera. Asimismo esos tres módulos están cableados de forma que son totalmente independientes entre si, de modo que solo la vía tiene continuidad de uno a otro módulo, y aún así detreminadas zonas de vía, como la estación principal y la estación oculta son fácilmente desmontables.
Todo esto es debido en que era consciente de que la casa que ahora ocupo, no tenía sentido mantenerla una vez que mis hijos abandonasen el "nido" familiar.
Una serie de circunstancias han adelantado algo esta situación, de manera que desde hace unos meses me encuetro amenazado por un cambio de casa en un plazo breve.
Siempre había considerado que cuando llegase ese momento, buscaría una casa, mucho más pequeña, desde luego, pero con espacio suficiente para montar mi maqueta. Al fin y al cabo 2,70 x 2,20 es una medida modesta, y cualquier habitación, pequeña es suficiente para alojarla. Esta es sin duda una de las grandes ventajas de la escala Z
El problema que me estoy encontrando ahora que estoy visitando posibles casas para mudarme a ellas, es que aunque en efecto en casi todas hay una pequeña habitación donde cabría mi maqueta, resulta que en todas estas habitaciones hay ventanas, puertas de armario, puerta de entrada, y otra serie de elementos que dificultan o impiden colocar la maqueta que tengo. Como se ha visto en este blog, la maqueta actualmente está situada en una habitación de paredes lisas sin más que una puerta estrecha y una ventana alta que no interfiere con la maqueta.
Asi que podría llegar a ocurrir que si impongo que pueda colocar mi maqueta actual, tendría que ocupar una casa que a lo mejor no resulta la mejor opción de entre las que estoy seleccionando. No me parece sensato condicionar la elección de una vivienda a que pueda acomodar precisamente mi maqueta actual.
Asi, que he decidido no empeñarme en imponer esa condición. Si me decido por una determinada vivienda, no será obligatorio que tenga una habitación donde pueda alojar mi maqueta actual. Si resulta que es así, bienvenida sea, pero si no es así, y las otras condiciones me convienen, me quedaré con la casa que tenga simplemente una habitación pequeña para poner "una" maqueta.
Y naturalmente esto implicaría, desmontar mi actual maqueta en construcción, diseñar una adaptada al nuevo local, y comenzar de nuevo la construcción.
Está claro que en la actual situación de incertidumbre, cualquier avance en la construcción de mi maqueta actual, está detenido.
¡Por algo estaba yo empeñado en colocar la vía superpuesta y sujeta con clavos en lugar de pegarla!
El problema es que esta situación puede prolongarse por días semanas o meses, así que no tengo idea de cuándo podré tomar una decisión al respecto.
Afortunadamente, el tema de los trenes es inagotable, así que de momento mantendré abierto este blog, e informados a todos los lectores.
POSTDATA: Veo que hemos llegado a 40000 páginas vistas en este blog. ¡Enhorabuena a todos!
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