Puesto de mando

La experiencia contada en en el artículo anterior, me ha convencido de la importancia de cuidar especialmente la alimentación de corriente a las vías, y de la necesidad de hacer bastantes tomas de corriente, con objeto de reducir al mínimo las interferencias electrónicas que se pueden producir por contactos poco seguros entre los carriles. Algunos especialistas recomiendan incluso soldar los carriles pero ya he dicho que pretendo que la vía se pueda desmontar con facilidad y sin sufrir daños, por lo que la soldadura la descarto

Así que lo que voy a hacer es poner tomas de corriente cada metro o metro y medio, y por lo tanto voy a tener un cableado de alimentación más complicado de lo inicialmente previsto

Lo que si he decidido es ir haciendo ya todo este cableado "de tracción" simultáneamente con el montaje de la vía que falta, de modo que cuando la vía quede terminada, esté también terminado el cableado definitivo de la corriente de tracción

Naturalmente todos estos cables deben ir a parar a los distintos módulos de control de locomotoras que llevará la maqueta, y aquí cabía una pregunta: ¿dónde colocar los circuitos electrónicos de estos controladores? Una solución es colocar estos circuitos electrónicos fijos al tablero por la parte inferior. Como la maqueta puede ponerse vertical, puedo trabajar comodamente en estos módulos y en el cableado, y todo queda oculto bajo la maqueta, cuando ésta se pone horizontal.

Sin embargo esta solución tiene un inconveniente, y es que mientras están rodando los trenes, con la maqueta horizontal, el acceso a estos circuitos es casi imposible. Como este proyecto es un prototipo, hay que esperar que haya que hacer muchas pruebas y comprabaciones mientras los trenes funcionan, así que descarté esta solución.

La aternativa escogida ha sido poner todos los circuitos electrónicos en una caja, que sitúo encima de un mueblecito de cajones con ruedas, que ya tenía para guardar los trenes. Como ahora la maqueta está a mayor altura que la anterior, quedaba un buen espacio encima de este mueble, así que he construído el cajón que vemos en la fotografía de cabecera, y en su interior van a ir quedando colocados todos los elementos electrónicos. La parte superior, forrada de un adhesivo con tacto de ante, de color verde, constituye una superficie muy adecuada para situar el ordenador y para mover el ratón.

La verdad es que mi ordenador portátil resulta un poco grande para ese espacio. Con el tiempo trataré de conseguir uno de esos pequeños ordenadores que están apareciendo últimamente, y que son relativamente económicos...claro que no tienen puerto serie.

En un sistema de mando por ordenador, no existe en realidad un cuadro de mandos, ya que en principio todas las funciones las controla el propio ordenador (incluso luces etc). Por eso no hay ningún espacio previsto para un cuadro de mando. Aún así he dejado una pequeña superficie inclinada donde podré situar algúnos controles o chivatos. De momento lo único que tiene es un interruptor general. Según vaya avanzando veré qué otros elementos sitúo en ese panel, así que de momento lo considero provisional.

Queda entondes una cuestión: hay que conectar la maqueta con los circuitos colocados dentro de esa caja, lo cual supone un montón de cables que tienen que "volar" entre el tablero, que puede estar vertical u horizontal, y el puesto de mando que puede desplazarse, para situarse tanto delante de la maqueta, en posición "de conducción" como debajo de la maqueta para guardarlo, o para realizar comprobaciones con el tablero en posición vertical.

En mi antigua maqueta, los cuadros de mando (había dos) se unían a la maqueta mediante cables de manguera de 25 hilos y conectores del tipo denominado SUB-D de 26 pines (son los típicos conectores utilizados en los ordenadores para el puerto paralelo) Sin embargo allí había en total diez o doce mangueras y por lo tanto, aunque no he hecho las cuentas supongo que ahora tendría más. El cable de manguera es muy rígido y tener un gran mazo de ellos me iba a resultar incómodo de manejar. Esos cables además son caros y la conexión a los terminales hay que hacerla soldada, lo cual es delicado.

En esta ocasión he decidido usar cables planos. Estos cables son más ligeros que las mangueras y mucho más flexibles. Los hay de una gran variedad de número de conductores, pero yo me he decidido por los de 20 canales.

Los terminales son muy simples, pero aún así tienen un dispositivo que sujeta eficazmente el cable contra los posibles tirones. Y lo más importante: se montan en pocos segundos: basta situar el cable en la ranura que tienen y apretar fuertemente entre las mordazas de un tornillo, tal como se ve en la figura. El conector queda cerrado, el cable sujeto, y las conexiones realizadas sin haber tenido que pelar ni soldar los cables. Me maravilla lo seguras y fiables que resultan estas conexiones, pero no cabe duda que es un buen sistema porque es utilizado de forma univeral para conexines de electrónica.

Aparentemente los hilos son muy finos, pero las especificaciones dicen que resisten 1 A. En mi caso lo más que van a llevar es 500 mA y además no de una forma continuada.

Para poner en cada extremo de estos cables, he preparado unas plaquitas de circuito impreso con el terminal macho, y 20 clemas a las que puedo atornillar los cables necesarios. En resumen en el tablero de los módulos habrá una de estas placas, a la que se enchufa un cable plano. El otro extremo del cable plano se enchufa en otra placa idéntica situada en el cuadro de mando. Cada clema está conectada con su homóloga en la otra placa. Todos los cables son iguales, y por lo tanto intercambiables. También son iguales todas las placas. Iré ponieno cuantos cables y placas vayan siendo necesarias

Así que el cableado del tablero llegará hasta estas plaquitas de conexión, uniendo los cables necesarios a las clemas correspondientes. En el interior de la caja del cuadro de control los cables que provienen de los diferentes circuitos electrónicos, se unen también a las correspondientes clemas.

Este sistema de cables planos y sus conectores especiales resulta como digo muy cómodo y fiable, pero tiene un inconveniente. Una vez cerrado un conector sobre el cable, es imposible soltarlo, por lo que si lo hemos conectado mal, hay que cortar el cable y tirar el conector... Y no es nada difícil equivocarse.

Versión 3

Aunque había dicho que daba por "más o menos" definitivo el circuito de control, en los días pasados he estado rodando bastante tiempo algunos trenes, y he detectado algunos problemas.

Como ya comenté hace tiempo, el famoso "potenciómetro digital" que controla el circuito generador de pulsos, puede funcionar en dos formas distintas, una de ellas con dos señales distintas que actúan, una subiendo y otra bajando la resistencia, y la otra forma con una sola señal que sube o baja la resistencia en forma cíclica. Yo lo uso en la primera forma, pero empecé a notar que de forma espontánea el chip se ponía a funcionar en la segunda forma, con lo cual se perdía toda la lógica de funcionamiento del circuito. Probé a sustituir el chip por otro igual, pero el problema continuaba.

Estaba bastante desesperado, pensando que este chip funcionaba mal, hasta que me di cuenta que estos cambios ocurrían siempre cuando la locomotora pasaba por determinados lugares. Esto me dió la pista de que quizá esos lugares tuviesen algún problema, seguramente la vía sucia, o un mal contacto en las bridas de las vías. Esto podía producir irregularidades en la corriente, y si estas irregularidades, que los electrónicos llaman "transitorios", alcanzaban los circuitos digitales producirían un funcionamiento errático de estos circuitos.

La verdad es que podía haber previsto esto, porque los motores eléctricos generan muchos problemas de este tipo, y si a esto añadimos los problemas de contacto con las vías, y sobre todo que tengo puesto un limpiavías Gaugemaster, que se si detecta una falta de contacto, le mete una sobretensión de alta frecuencia a la vía, tenía todas las papeletas para tener este tipo de problemas.

Afortunadamente existe una solución clásica a este problema que consiste sencillamente en colocar unas inductancias en el circuito que alimenta el motor. De hecho, aunque nunca he tenido en mis manos una locomotora digital abierta, he visto en varios foros como se refieren a esas "resistencias verdes" que se colocan en los cables de alimentación del motor.

Completamente a ojo, compré unas inductanciasde 47 uH y las coloqué en los cables que van entre el circuito de control y el Gaugemaster. ¡Mano de santo! no he vuelto a tener ningún problema.



Así que he construído una tercera versión del COLA01, incorporando estas inductancias o "choques" y de paso un condensador en la alimentación del chip para estabilizarla. Lo malo es que como había hecho una gran placa con todo el circuito de control, incluyendo alimentación, regulación e inversión de marcha, he tenido que prescindir de todo eso, y he llegado a la conclusión de que es mejor tener placas de circuito impreso separadas para cada función, para que así, ante cualquier problema, se pueda actuar sólo sobre la placa que presenta el fallo, sin tener que reparar o sustituir todo el circuito.

En la fotografía de cabecera se puede ver en primer término una placa con cuatro circuitos de regulación de velocidad (de ellos sólo uno está conectado a sus cables). Detrás una placa con cuatro relés y su circuito de control para la inversión de marcha, todavía más detras el circuito decodificador de direcciones, y a la derecha de este, otra placa con cuatro alimentaciones independientes para los circuitos de control.

Este circuito ha funcionado sin problemas durante horas utilizando distintas locomotoras, por lo que con todas las reservas del mundo, lo doy por bueno.

Varias de esas horas de funcionamiento las he dedicado a grabar algunos vídeos que permiten hacerse una idea del funcionamiento conseguido. Uno de estos vídeos, que fué publicado en LCTM, ha tenido bastante repercusión en ese foro, (varios participantes me aconsejaban que patente el sistema). Como este vídeo no ha sido publicado en este blog, lo pongo a continuación para aquellos que no lo conozcan.



Que lo disfrutéis. El tema musical es "EL chacachá del tren" de "el Consorcio"

Vuelta al trabajo

Pues una vez que he podido llegar a un sistema más o menos estable para el control de los trenes, en los próximos días voy a reanudar el trabajo en la maqueta. Durante este mes largo que he tenido interrumpido este trabajo, y precisamente con objeto de tener despejado el espacio de trabajo que utilizo como taller, he tenido situados los tres módulos de la maqueta en sus sitios definitivos, de manera que hoy, por primera vez puedo presentar una imagen completa de toda la maqueta, tal como podemos ver en la fotografía de cabecera.

No se que tal se verá esta fotografía, ya que por su formato alargado es muy difícil de manejar. Espero que haciendo click se amplíe bien y se pueda ver con cierto detalle.

En realidad esta imagen es una panorámica de casi 300º de cobertura. y ha sido compuesta a partir de 12 tomas individuales. Ha sido bastante complicado encajarlas todas, por lo que espero no tener la tentación de hace muchas más fotografías de este estilo en el futuro.

Todo ello es debido a que como saben los seguidores de este blog, la maqueta está completamente encajada en su habitación, de modo que no hay ángulo posible para fotografiarla completa ni con un objetivo "ojo de pez"

El primer objetivo sigue siendo tener puesta toda la vía que constituye el circuito principal. Quizá me anime a poner también la vía de la estación término, y dejar por lo tanto terminado el tema de la vía.

En todo caso, una vez que puedan circular trenes por el circuito principal, y se haya ajustado todo para que la circulación sea perfecta, tendré que meterme con un tema complicado, que es el sistema de bloqueo. Dado que definitivamente el control de trenes va a ser por ordenador, el sistema de bloqueo será también manejado por el programa. Como nadie (que yo sepa) ha hecho un sistema de control al estilo del que yo voy a tener, tendré que ser pionero en su realización. Y ya se sabe que a los pioneros los mataban los indios.