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domingo, 3 de junio de 2012

Pionero


Hay una frase que se suele decir cuando alguien intenta un camino que no se había utilizado antes. La frase es A los pioneros los mataban los indios. Desde luego esta frase no alienta mucho la innovación, así que no debemos hacer mucho caso, aunque si es cierto que cuando se explora un nuevo sistema conviene asegurarse bien antes de que no haya marcha atrás.

La verdad es que me he arriesgado un tanto al lanzarme a utilizar los famosos sensores de efecto Hall para detectar el paso de los trenes, pero cada vez estoy más convencido de que ha sido un acierto, y no tengo ya ninguna duda en recomendarlos, especialmente para la escala Z. No tengo constancia de que nadie los haya usado, al menos en España, y la única referencia es la que hice en su momento de una universidad norteamericana, que por cierto ha quitado la página de la red.

Como se veía en el artículo anterior, los sensores quedan perfectos colocados entre las vías y por encima de las traviesas. No llegan a sobresalir por encima del carril así que no tropiezan con los fondos de las locomotoras. En esa posición quedan bastante altos, y por lo tanto muy cerca de los imanes de las locomotoras, así que la detección se produce con toda seguridad.

Dada la sensibilidad de estos sensores, he podido poner en las locomotoras unos imanes especialmente pequeños. Concretamente de 2,5 mm de diámetro por solamente 0,5 mm de espesor. Hay una empresa (HKCM) que fabrica y vende por Internet una enorme variedad de imanes de todos los tamaños y formas, incluidos algunos tan pequeños como los indicados. Este tamaño ha resultado especialmente adecuado para este uso, ya que 2,5 mm de diámetro es algo menor que el diámetro de la cabeza de los tornillos que llevan las locomotoras cerrando el cárter inferior. Asimismo el espesor de tan solo 0,5 mm es tan fino que en la mayoría de los casos, al situarlo en la cabeza de uno de estos tornillos queda dentro del reborde que aloja la cabeza.  Así que en definitiva sobresale menos que la tapa del cárter de engranajes, y por lo tanto no tropieza con nada. Además como queda tan ajustado al tamaño del tornillo y el taladro, queda perfectamente encajado y sujeto solamente con su fuerza magnética sin necesidad de ningún adhesivo. Queda tan bien que es difícil quitarlo, y la forma de hacerlo es recurrir a otro imán.

Como digo, quedan como empotrados en los taladros de la tapa de engranajes, así que calculo que pasan a una distancia de entre 1 y 1,5 mm de los sensores. Como ya comprobé que el sensor se activa aún a distancias del orden de 8 mm hay un alto margen de seguridad. El sistema funciona perfectamente y las locomotoras son detectadas sin fallos y con seguridad, incluso circulando a toda velocidad. No se necesita una precisión extraordinaria ni en la colocación de los sensores ni en la colocación de los imanes.

En en la primera parte del vídeo que encabeza este artículo vemos la operación de colocar estos imanes en una locomotora. Utilizo un imán que tiene los polos marcados y que está  montado en un palillo para identificar los polos del imán que voy a colocar. Cuando el imán a colocar se sitúa sobre el que tiene el palillo quedan alineados los polos, así que entonces marco la cara que tiene el polo sur con un rotulador rojo. Una vez identificado el polo sur, sitúo el imán sobre un tornillo de la tapa de engranajes de la locomotora (el que quede más hundido) y la operación queda terminada. Apenas se tarda unos segundos, y a continuación hago rodar la locomotora sobre una sección de vía que tiene ya montada unas cuantas balizas. No se ha producido todavía ni un sólo fallo.

En la segunda parte del vídeo vemos una locomotora circulando por la maqueta y se alternan tomas de la pantalla del ordenador que está ejecutando el programa de control. Se puede apreciar como según va avanzando la locomotora, en la pantalla del ordenador se va mostrando la correspondiente indicación de cantón libre o cantón ocupado (linea continua o linea de trazos) y también las etiquetas que se encienden al paso de la locomotora por cada una de las balizas. El que en la etiqueta aparezca precisamente el código de la locomotora es todavía simulado, hasta que funcione el sistema de control de tracción. Todo el resto de indicaciones y actuaciones que vemos en el vídeo son reales, incluyendo una parada de unos segundos que efectúa la locomotora y que se debe a una orden diferida en la ruta.

Realmente esa parada demuestra que aunque el mando de los trenes es todavía analógico y manual, el programa de control va tomando poco a poco posiciones. Con lo que ya hay se puede ordenar la parada o el arranque de un tren, siempre que esa orden se refiera a un tren que está sobre un sector aislado. Naturalmente el programa actúa en este caso sobre el relé que controla la alimentación del sector, por lo que la parada y el arranque son bruscos y con no demasiada precisión.

Así que a pesar de que no cabe duda de que este sistema es pionero dentro de la afición al modelismo ferroviario, parece que en esta ocasión, los indios han salido derrotados.

Solo tengo una pega respecto de los sensores de efecto Hall: Son muy delicados frente al calor de la soldadura, así que hay que ser rápido soldando, y puede ser una buena idea utilizar flux. He comprobado que si al soldar alguno de ellos me entretengo un`poco, es sensor se estropea. Y no digamos nada si me he equivocado y pretendo dessoldarlo. Se estropeará con toda seguridad. Por eso ha sido una buena idea, montar los sensores en un pequeño trocito de circuito impreso en el que sitúo además un conector tipo Molex para tres conductores y un condensador. Así puedo preparar las plaquitas de circuito impreso y probarlas fuera de la maqueta para ver si funcionan. Una vez comprobadas las coloco en la maqueta, y ya sin necesidad de soldar, conecto los hilos del cableado mediante el conector.

 

El sensor se introduce desde debajo de la base de la vía, a través de un orificio de 2,5 mm de diámetro realizado entre dos traviesas. Forzando lateralmente la broca al taladrar, el agujero se hace rasgado en el sentido de la traviesa, de manera que la cabeza del sensor se pueda pasar desde abajo y asomar entre las traviesas. Luego se dobla la cabeza hacia atrás y se pega a la traviesa con una gota de cianoacrilato. Una vez todo comprobado y funcionando, le pongo un pegote de cola termofusible para sujetar el circuito impreso y el conector a la parte inferior de la base de la vía.

Las patillas del Sensor son suficientemente largas para la vía montada sobre contrachapado de 5 mm teniendo en cuenta que además de la madera lleva 1 mm de goma EVA , el recubrimiento de balasto y la altura de la traviesa. Para los casos en que la vía va montada sobre el tablero base que es más grueso, pongo unos hilos de prolongación en cada patilla del sensor. En los casos en los que queda en zona de vías ocultas, puedo poner todo en la parte superior, introduciendo lateralmente en la vía, la cabeza del sensor.

Como hay muchos tipos de sensores Hall, indico para los que quieran probarlos que el que yo he usado es el que tiene referencia A1120EUA-T fabricado por Allegro Microsystems  y que puede comprarse e RS   No dudo que otros puedan valer, pero yo sólo he probado éste. 

 

4 comentarios:

  1. " ... los sensores de efecto Hall: Son muy delicados frente al calor de la soldadura ... "
    Un pequeño truco que quizá ya conoces: poner una pinza metálica, o un cocodrilo o algo así, pillando el terminal cerca del cuerpo del componente para que sirva como radiador. Así se disipa algo de calor y se reduce el riesgo de achicharrar componentes delicados. El flux también ayuda a que la soldadura sea rápida y, por tanto, con menos transferenciia de calor. Alguna vez he mencionado el Rothenberger que es una solución de cloruro de zinc en agua y me da un resultado excelente, tanto para el estañado previo de cables y superficies como para el momento definitivo de la soldadura.

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    1. Hola Angel

      Si ese truco de la pinza es muy bueno. Recuerdo que en mis primeros tiempos de la electrónica cuando los transistores eran de germanio, lo hacíamos asi.

      Realmente haciendo una soldadura correcta, estos sensores no se estropean. Sólo me ha ocurrido si he querido rectificar por haberlo soldado al revés.

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  2. Gracias Ignacio por toda la información que pones. Te agradecería que completaras un poco el tema de como haces pasar el sensor hall por un agujero de 2.5 mm, si el chip hace 4,09*3,02. No cabe.... ¿no?
    Yo había pensado dejar el sensor por debajo del contrachapado (no en la vía), y si no llega la señal utilizar un clavo férrico para que pase el "magnetismo" desde la vía, atraviese la goma EVA y el contrachapado hasta el sensor. ¿como lo ves?

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    1. Hola Jose Maria:

      En este video grabado durante las pruebas puedes ver cómo lo hice:

      http://youtu.be/EKO4UDucKlE

      Luego me di cuenta de que no era necesario cortar una traviesa, ya que el sensor puede quedar encima de la traviesa. y no al nivel de la base.

      Evidentemente puedes colocar el sensor más abajo, incluso debajo del tablero, pero eso implica que el imán de la locomotora debe ser más potente, y por lo tanto más grande

      Yo creo que es mejor idea, dejar el sensor lo más alto posible, y como te digo por encima de las traviesas, y eso permite utilizar unos imanes muy pequeños. Yo al final los he utilizado de 2,4 mm de diámetro y 0,4 mm de espesor

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