La etapa de potencia II

Decían de Lope de Vega, que era tan rápido escribiendo obras de teatro que, "En horas veinticuatro, pasaba de las musas al teatro". Bueno, sin querer compararme con Lope, yo he pasado en cuatro o cinco días, de escribir acerca de la necesidad de hacer una etapa de potencia "octal" incluyendo los relés de conmutación para la inversión del sentido de la marcha, a poder encabezar este artículo con la fotografía de esta etapa de potencia terminada.

Tal como se describía en el anterior artículo, este circuito recibe por un lado las posibles 8 señales PWM provenientes del "conmutador" (habrá que buscarle un nombre: Se admiten sugerencias) y que en la imagen corresponden al conector situado en la parte inferior, y produce la corriente de tracción para cada uno de los ocho cantones. Las salidas hacia los cantones están en el conector de la parte superior, y como vemos hay ocho parejas de cables, que van respectivamente al carril derecho y al carril izquierdo de cada cantón.

El esquema eléctrico de este circuito lo tenemos en esta imagen:

Como podemos ver, se trata de ocho repeticiones de un mismo esquema, que incluye el amplificador de señal, propiamente dicho, constituido por el transistor TIP110, un circuito de protección contra sobrecargas, basado en un fusible térmico RKEF050, y el relé para inversión de marcha que es el V23079 A 1003B301

Para activar los relés, lleva la ya habitual matriz de transistores darlington ULN2803A que alimenta con corriente de 12 voltios las bobinas de los relés.

Por la derecha llegan los cables de alimentación de 9 y 12 voltios, y las ocho señales digitales que manejan la activación de los relés inversores.

Al final, como se puede ver, he montado los transistores sin refrigeradores, simplemente por falta de espacio, ya que quería hacer los ocho módulos en una sola placa, y sin pasarme de la medida estándar de placas que siempre utilizo (100 x 160 mm). Por cierto que la placa mantiene la longitud de 160 mm pero está recortada en anchura para que tenga exactamente el mismo ancho que las placas de Velleman. Además he puesto los taladros para los tornillos de montaje coincidentes con los de esas placas, con lo cual esta placa puede apilarse encima de las de Velleman.

El esquema eléctrico es como se ve bastante simple porque es muy repetitivo, pero el diseño de la placa es algo más complicado, porque aún cuando hay una parte que se repite igual a si misma ocho veces, a cada una de esas ocho zonas hay que llevar por un lado la señal PWM, por otro la señal de activación del relé, por otro la alimentación de 9 y de 12 voltios, y luego extraer una doble salida con la corriente de tracción, y todo esto debe ir a los correspondientes conectores.

Bueno, el resultado final, es el que se puede ver en la imagen siguiente:

Es una lástima no tener un sistema para transferir este diseño a la cara superior de la placa de circuito impreso, porque ésto les daría un aspecto muy profesional, y la mayoría del trabajo está hecho, ya que es necesario este diseño de componentes para ver la posición de éstos en la placa final y las interferencias que podrían darse

Al final como siempre, obtuve el fotolito, para hacer la exposición de la placa en la insoladora:

Aunque si se pulsa en estas imágenes, aparecen en su tamaño original, no se si el resultado es válido para imprimirlas y tener las plantillas para reproducirlas. En todo caso, tal como me comprometi, voy a ir subiendo a mi Web todos estos diseños en un formato que se pueda descargar y obtener una impresión exacta para todo aquél que quiera reproducir estos circuitos. De momento, si alguien está interesado en esto, le pido un poco de paciencia, porque no voy a subir ningún esquema que no esté perfectamente comprobado en su correcto funcionamiento.

A lo mejor algún lector se ha percatado de una cosa: En todos los casos anteriores, los relés que venía utilizando eran relés biestables, y así son todos los de las placas DEMU04. Sin embargo el relé que he usado aquí es un relé monoestable, de modo que en posición de reposo el tren marcha hacia delante y si el relé se activa, cambia a marcha atrás. O sea que mientras que queramos que el tren vaya en sentido contrario al del cantón, hay que mantener el relé activado y por lo tanto la señal que lo activa en "Hight". Todo esto viene a cuento de que esta segunda parte del sistema de control, ya no funciona por impulsos, como la parte ya hecha, sino que debe funcionar por "situaciones" es decir, la velocidad de movimiento de un tren o el sentido de su desplazamiento se deben mantener hasta tanto no haya ninguna variación, así que tengo que aplicar una filosofía distinta.

Como primera prueba, puedo conectar las ocho señales digitales de entrada a esta placa a las ocho salidas digitales de la segunda placa Velleman, de manera que cada bit de la señal, se activará o desactivará independientemente, y activará y desactivará en consecuencia el relé de inversión. De hecho estas placas están pensadas para funcionar así. Pero claro, funcionando así, me he "comido" las ocho salidas sólo para manejar los ocho relés inversores. El próximo paso irá por el camino de solucionar esto.