Los circuitos electrónicos ofrecen diferentes funciones para trabajar con la información, entre ellas está la generación de señales como la señal digital para controlar nuestros trenes; la amplificación de señales como la función de los booster que convierten la señal de baja potencia generada por la central digital en una señal de elevada potencia para que los trenes puedan funcionar; la extracción de esa información como la decodificación de la señal digital por parte del decodificador de las locomotoras y/o decoders de accesorios; el control de dispositivos como los motores de locomotoras, bobinas de aparatos electromagnéticos, bombillas, módulos de sonido y un largo etc… y operaciones lógicas, como los procesos que se desarrollan en el interior de las centrales digitales y de los decodificadores.
Todo circuito electrónico pasa un proceso que va desde la idea hasta su finalización. De manera intermedia pasa por diferentes etapas como son:
Todo circuito electrónico pasa un proceso que va desde la idea hasta su finalización. De manera intermedia pasa por diferentes etapas como son:
- Diseño.
- Fabricación de prototipo.
- Pruebas.
- Producción del circuito definitivo.
En esta página veremos algunos circuitos sencillos pero muy útiles en el modelismo ferroviario.
Circuitos básicos:
Todos los componentes utilizados en estos circuitos se explican en nuestra página de electrónica "Curso Básico" en la sección de componentes electrónicos
Fuente de Alimentación CC Regulada:
Una fuente de alimentación en corriente continua es uno de los primeros circuitos útiles en el modelismo ferroviario especialmente cuando tenemos que convertir la corriente AC a corriente CC. Necesitaremos muy pocos componentes y será muy fácil realizar. Para convertir la corriente AC en CC sólo necesitamos un puente de diodos (D1) y con ello sería suficiente en varias aplicaciones pero realmente esta conversión de la corriente no es totalmente plana como corresponde a una CC perfecta sino que presenta algunas ondulaciones (especialmente cuando la AC de entrada es digital). Si necesitamos una corriente continua más estable tendremos que utilizar algún componente más.
Componentes:
En el esquema podemos ver los siguientes componentes; T1 es un trafo con corriente de entrada 220v y salida AC cualquiera (puede ser por ej. 17v de corriente digital AC de la vía), A la salida de T1 se conecta el puente de diodos D1 (MB6S por ejemplo, pero puede valer cualquier otro similar). La salida CC (+) de D1 está en la parte superior del esquema y la negativa (-) en la parte inferior.
C1 es un condensador electrolítico de 1000uf/35v (1000uF para una salida de 1A y 35v porque siempre debe estar sobre-dimensionado en voltaje). Tiene polaridad así que conectamos La patilla del polo (+) en la línea superior. C2 (0,1uF) y C3(1uF) son condensadores cerámicos sin polaridad. Finalmente LM78XX (donde XX puede tener valores 03, 05, 09, 12 voltios, etc) es un regulador con 3 patillas de las cuales 'GND' conectada al negativo (-), Vin conectada al positivo (+) de la salida del puente de diodos y Out que es la salida (+) del circuito regulado a XX volt y 1A.
En el esquema podemos ver los siguientes componentes; T1 es un trafo con corriente de entrada 220v y salida AC cualquiera (puede ser por ej. 17v de corriente digital AC de la vía), A la salida de T1 se conecta el puente de diodos D1 (MB6S por ejemplo, pero puede valer cualquier otro similar). La salida CC (+) de D1 está en la parte superior del esquema y la negativa (-) en la parte inferior.
C1 es un condensador electrolítico de 1000uf/35v (1000uF para una salida de 1A y 35v porque siempre debe estar sobre-dimensionado en voltaje). Tiene polaridad así que conectamos La patilla del polo (+) en la línea superior. C2 (0,1uF) y C3(1uF) son condensadores cerámicos sin polaridad. Finalmente LM78XX (donde XX puede tener valores 03, 05, 09, 12 voltios, etc) es un regulador con 3 patillas de las cuales 'GND' conectada al negativo (-), Vin conectada al positivo (+) de la salida del puente de diodos y Out que es la salida (+) del circuito regulado a XX volt y 1A.
Explicación:
El Trafo T1 entrega corriente alterna (AC) a D1. El puente de diodos (D1) se encarga de rectificar a CC, la corriente que le entrega T1. Con esto conseguimos una onda de corriente CC rectificada de onda completa pero con picos y valles.
Para conseguir una onda de corriente CC más estable, se le añade el condensador (C1) que junto con el (C2) filtran la onda de salida del puente, haciéndola algo más plana pero aún mantiene variaciones de voltaje que oscilan entre un punto máximo y uno mínimo.
C3 actúa como filtro de la corriente de salida del regulador LM78XX que es el que realmente va a estabilizar la corriente CC dejándola como una línea plana como corresponde a la corriente continua. En función de la tensión de salida que necesitemos usaremos un estabilizador LM7805 para 5v, 09 para 9v, 12 para 12v, etc. Hay distintos modelos para diferentes tensiones.
Hay que observar bien los limites admitidos entre la tensión que tengamos a la salida del puente de diodos y el voltaje del regulador ya que éste disipa la diferencia en forma de calor y si hay una gran diferencia necesita ser refrigerado con un disipador de temperatura tal como se aprecia en la fotografía. Con esto ya tenemos nuestra fuente de alimentación de CC regulada y estable.
El Trafo T1 entrega corriente alterna (AC) a D1. El puente de diodos (D1) se encarga de rectificar a CC, la corriente que le entrega T1. Con esto conseguimos una onda de corriente CC rectificada de onda completa pero con picos y valles.
Para conseguir una onda de corriente CC más estable, se le añade el condensador (C1) que junto con el (C2) filtran la onda de salida del puente, haciéndola algo más plana pero aún mantiene variaciones de voltaje que oscilan entre un punto máximo y uno mínimo.
C3 actúa como filtro de la corriente de salida del regulador LM78XX que es el que realmente va a estabilizar la corriente CC dejándola como una línea plana como corresponde a la corriente continua. En función de la tensión de salida que necesitemos usaremos un estabilizador LM7805 para 5v, 09 para 9v, 12 para 12v, etc. Hay distintos modelos para diferentes tensiones.
Hay que observar bien los limites admitidos entre la tensión que tengamos a la salida del puente de diodos y el voltaje del regulador ya que éste disipa la diferencia en forma de calor y si hay una gran diferencia necesita ser refrigerado con un disipador de temperatura tal como se aprecia en la fotografía. Con esto ya tenemos nuestra fuente de alimentación de CC regulada y estable.
Mini Fuente CC Regulada
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A veces necesitaremos una fuente de alimentación de pequeño tamaño para poder colocarla en espacios muy reducidos como por ejemplo dentro de un vagón que queremos iluminar con leds. Cuando se ilumina un vagón con bombillas no vemos el efecto parpadeante "Flickering" que vemos cuando iluminamos un vagón con leds, especialmente con corriente alterna. Cuando eso sucede hay que usar algún tipo de estabilizador que suministre una corriente más plana. En la foto se puede ver como hemos construido una fuente de alimentación regulada y estabilizada prescindiendo de la placa de circuito impreso. Hemos soldado los componentes entre si mismos para ahorrar espacio. El regulador, además nos permite bajar el voltaje desde la corriente alterna de la vía hasta el voltaje que necesitemos en los leds.
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Construcción paso a paso
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1.- Doblamos las patas del regulador como se muestra en la fotografía, para poder montarlo a caballo, encima del puente de diodos, enfrentando los polos correspondientes.
Un regulador de tensión tiene 3 patillas; Input positivo, Masa y Output positivo. Así que: - enfrentamos la patilla "Input positivo" sobre el positivo del puente de diodos - enfrentamos la patilla “masa” sobre el negativo del puente de diodos - Dejamos la patilla “Output +” para más tarde. 2.- Soldamos las dos patillas y cortamos el sobrante del “Input +” pero mantenemos el largo de la patilla de masa y la patilla “Output +” que necesitáremos para soldar sobre el condensador más adelante.
3.- Enfrentamos el condensador sobre la otra cara del puente de diodos, sujetándolo bien con una pinza. Teniendo cuidado de no equivocarnos con la polaridad, doblamos la patilla de “Masa” sobrante del regulador, hasta hacerla tocar con el negativo del condensador y la soldamos.
A continuación hacemos lo mismo, doblando la patilla “Output +” del regulador que habíamos reservado para este momento, y la soldamos al polo positivo del condensador.
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Componentes:
- 1 Puente de diodos SMD soldadura en superficie ref.: DF06F133H
- 1 Regulador de tensión 9v ref.: MC78L09 ACP832 (también existe este regulador para otros voltajes: 3v, 5v, 12v, etc.)
- 1 Condensador electrolítico 25v 220 uF (si hay espacio se puede poner otro superior en tamaño y uF)
- 4 Pines de conexión
Ejemplos prácticos:
Puedes ver como se ha utilizado esta "mini fuente" para la iluminación de vagones en estos trabajos:
- "Iluminación de vagones Märklin 42385" puedes verlo en nuestra página Mantenimiento - Iluminación
- Otro trabajo donde se usa esta fuente pero sin el regulador a cambio de una resistencia, "Iluminación Märklin 29857"
También en nuestra página Mantenimiento - Iluminación
- En esta misma página, a continuación, también encontrarás otros circuitos que hacen uso de esta fuente.
Iluminación de vagones con Leds y Enganches Conductores RTS
Hay varios métodos para iluminar vagones. En el siguiente ejemplo mostramos cómo hacerlo utilizando la fuente de alimentación del circuito anterior y además usando enganches conductores RTS de un polo para pasar la corriente (polo +) de vagón a vagón, minimizando al máximo el número de patines necesario. Hemos usado vagones que vienen preparados para la iluminación pero si no tuvieran pre-instalación también nos sirve este método con alguna pequeña modificación.
vagón iluminado con patín
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Vagón iluminado sin patín
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En la primera imagen se muestra la iluminación de uno de los vagones con patín. Este vagón será el que tome la corriente (polo +) de los "pukos" de la vía y a través de los enganches conductores RTS se la pasará al resto de vagones que ya no necesitarán el patín.
Como se ve en el gráfico, cada vagón tiene los dos enganches del tipo RTS para que pueda pasar corriente a cualquier vagón que se enganche a sus lados. Desde el RTS de un lado se pasa un cable fino al RTS del otro lado del vagón. Existen pletinas de contacto para los enganches RTS que se muestran en el gráfico y sirven para que no haya que soldar directamente en el enganche. De forma casera, estas pletinas se podrían sustituir por una lámina de cobre o latón muy fina que haga la misma función en caso de no disponer de ellas. A dicha pletina o en su caso a la lámina de latón será donde soldaremos el cable, así el enganche puede sustituirse fácilmente en caso necesario. (también podríamos soldar directamente el cable al enganche, prescindiendo de las pletinas, pero si hubiera que desmontarlo más adelante tendríamos que desoldar)
En las ruedas tendremos que instalar una pletina de toma de contacto de masa (-). Hay pletinas de distintos tamaños según el tamaño del bogie. Luego tendremos que instalar el patín y conectarlo al cable que une los enganches RTS.
Desde ambos polos (+) y (-) suministramos corriente a la fuente de alimentación que ha de ser lo más pequeña posible para alojarla en el compartimento WC del vagón para evitar que se vea, por eso hemos usado la fuente descrita más arriba. Finalmente, desde la fuente alimentamos la tira de leds. Si en vez de leds usamos bombillas no necesitaríamos la fuente de alimentación. Los siguientes vagones ya no necesitan patín, así que la instalación es exactamente la misma pero sin él.
En nuestra página de Repuestos Märklin se pueden ver las referencias de los enganches y pletinas necesarias según el tipo de vagón.
Como se ve en el gráfico, cada vagón tiene los dos enganches del tipo RTS para que pueda pasar corriente a cualquier vagón que se enganche a sus lados. Desde el RTS de un lado se pasa un cable fino al RTS del otro lado del vagón. Existen pletinas de contacto para los enganches RTS que se muestran en el gráfico y sirven para que no haya que soldar directamente en el enganche. De forma casera, estas pletinas se podrían sustituir por una lámina de cobre o latón muy fina que haga la misma función en caso de no disponer de ellas. A dicha pletina o en su caso a la lámina de latón será donde soldaremos el cable, así el enganche puede sustituirse fácilmente en caso necesario. (también podríamos soldar directamente el cable al enganche, prescindiendo de las pletinas, pero si hubiera que desmontarlo más adelante tendríamos que desoldar)
En las ruedas tendremos que instalar una pletina de toma de contacto de masa (-). Hay pletinas de distintos tamaños según el tamaño del bogie. Luego tendremos que instalar el patín y conectarlo al cable que une los enganches RTS.
Desde ambos polos (+) y (-) suministramos corriente a la fuente de alimentación que ha de ser lo más pequeña posible para alojarla en el compartimento WC del vagón para evitar que se vea, por eso hemos usado la fuente descrita más arriba. Finalmente, desde la fuente alimentamos la tira de leds. Si en vez de leds usamos bombillas no necesitaríamos la fuente de alimentación. Los siguientes vagones ya no necesitan patín, así que la instalación es exactamente la misma pero sin él.
En nuestra página de Repuestos Märklin se pueden ver las referencias de los enganches y pletinas necesarias según el tipo de vagón.
Usando un decoder de funciones:
Por supuesto podemos sustituir nuestra pequeña fuente de alimentación por un decoder de funciones en el vagón con patín de modo que tendríamos también la posibilidad de apagar y encender las luces de todo el convoy mediante el control digital, haciendo que la línea de los RTS salga del decoder o de un relé conectado al decoder. Estos decoder de funciones tienen varias salidas así que si lo instalamos en el furgón de cola con patín, también tendremos una función para las luces de cola. Todos los fabricantes de decoders de locomotora tienen al menos un modelo de decoder de este tipo. Pero también podríamos reutilizar un viejo decoder de locomotora desechado en alguna de nuestras digitalizaciones.
Por supuesto podemos sustituir nuestra pequeña fuente de alimentación por un decoder de funciones en el vagón con patín de modo que tendríamos también la posibilidad de apagar y encender las luces de todo el convoy mediante el control digital, haciendo que la línea de los RTS salga del decoder o de un relé conectado al decoder. Estos decoder de funciones tienen varias salidas así que si lo instalamos en el furgón de cola con patín, también tendremos una función para las luces de cola. Todos los fabricantes de decoders de locomotora tienen al menos un modelo de decoder de este tipo. Pero también podríamos reutilizar un viejo decoder de locomotora desechado en alguna de nuestras digitalizaciones.
Otra opción es no instalar el patín en ningún vagón pero entonces habrá que instalar un enganche RTS en la locomotora o locomotoras para que a través de él se suministre la corriente al convoy. Desde la locomotora también podríamos apagar y encender las luces del convoy usando un relé o un optoacoplador conectado al decoder de la propia locomotora. La ventaja es que al eliminar el patín de los vagones, eliminamos rozamiento pero la desventaja es que los vagones no lucirán mientras no estén conectados a una locomotora con el correspondiente enganche RTS.
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Ejemplo con decoder de funciones y un optotriac
Javier Escribano nos envía este trabajo práctico de como conectar unas tiras de led controladas por un decoder de funciones a través de un optotriac. | ||
Salida de función para enganche conductor RTS en la locomotora
A fin de eliminar el rozamiento que producen los patines de los vagones iluminados, una solución muy interesante es pasar la corriente del patín de la locomotora a través de un enganche conductor al primer vagón y así podemos eliminar la toma de corriente del patín o patines de los vagones.
Además, podemos poner un relé o un optoacoplador conectado a una salida de función auxiliar del decoder de la locomotora y así poder apagar y encender el paso de la corriente del patín de la locomotora al vagón, controlando la iluminación de los vagones desde la propia locomotora.
Salida de función, para enganche conductor, mediante optoacoplador IL410 instalado en la locomotora
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Hay locomotoras donde hay espacio suficiente para instalar un relé pero en otras no hay tanto espacio y entonces la mejor solución es usar un optoacoplador.
Por ejemplo el IL410 que es un Opto-Triac, capaz de controlar la corriente alterna procedente del patín y con potencia suficiente para un convoy de vagones iluminados con leds. En la foto podemos ver como aún sobra espacio después de instalar el optoacoplador en una locomotora Talgo de Electrotren donde cabría un relé estándar con bastante dificultad. |
El optoacoplador tiene también la ventaja de que consume mucha menos corriente que el relé mientras está activo, ya que la salida de función del decoder sólo tiene que iluminar el led interno del optoacoplador en vez de mover una bobina como pasaría con un relé. Otra de las ventajas del optoacoplador frente al relé es su precio. El optoacoplador sólo cuesta unos pocos céntimos.
Conexión:
La conexión del optoacoplador es igual de simple que la del relé. El IL410 en realidad es un optotriac, es decir que se compone de una parte que es un led que dispara la otra parte que es un circuito triac. El led interno del optoacoplador se activa mediante una salida de función auxiliar del decoder. Conectamos la patilla 1 con una resistencia de 1,2K al retorno de funciones (+), y la patilla 2 con un diodo a una de las funciones auxiliares del decoder (-). Cuando se activa la función se enciende el led interno que dispara el circuito triac del optoacoplador, dejando pasar la corriente procedente del patín de la locomotora por la patilla 6 y entregándola al enganche portacorriente de la locomotora por la patilla 4. (las patillas 3 y 5 no se usan).
La conexión del optoacoplador es igual de simple que la del relé. El IL410 en realidad es un optotriac, es decir que se compone de una parte que es un led que dispara la otra parte que es un circuito triac. El led interno del optoacoplador se activa mediante una salida de función auxiliar del decoder. Conectamos la patilla 1 con una resistencia de 1,2K al retorno de funciones (+), y la patilla 2 con un diodo a una de las funciones auxiliares del decoder (-). Cuando se activa la función se enciende el led interno que dispara el circuito triac del optoacoplador, dejando pasar la corriente procedente del patín de la locomotora por la patilla 6 y entregándola al enganche portacorriente de la locomotora por la patilla 4. (las patillas 3 y 5 no se usan).
El "Preiserman" Fotógrafo (circuito con IC 555 en configuración astable)
Éste es un circuito de ejemplo para explicar el funcionamiento del Integrado 555 como multivibrador astable. Se trata de un circuito para simular el disparo de un flash fotográfico en un "Preiserman" que ha sido modificado poniéndole un Led smd
Éste es un circuito de ejemplo para explicar el funcionamiento del Integrado 555 como multivibrador astable. Se trata de un circuito para simular el disparo de un flash fotográfico en un "Preiserman" que ha sido modificado poniéndole un Led smd
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El circuito es muy simple y fácil de realizar. Como se ve en el esquema, hemos usado una placa de circuito de pistas muy pequeña, de sólo 6 x 10 puntos de soldadura. Luego, con 4 puentes y realizando un corte en las pistas 1,2,3 y 4 entre F y G ya tenemos la placa del circuito y sólo nos queda soldar los siguientes componentes:
- 4 puentes: que son las líneas rojas con los puntos de soldadura en A2 y A6, F4 y F6, F2 y G3, J1 y J6.
- El corte en las pistas que va entre F y G afecta a las pistas 1, 2, 3 y 4
- Zócalo para IC555: hemos soldado un zócalo en E1 a E4 y H1 a H4 para pinchar en él, el multivibrador IC555
- Zócalo de alimentación CC: En A1(-) y A2(+) tenemos la conexión a la fuente de alimentación CC descrita más arriba o a una batería, de 9v
- Zócalo para el Led: En B5(-) y B6(+) tenemos la conexión para el Led del "Preiserman" fotógrafo
- C1 es un condensador Electrolítico de 35v y 220uF
- IC 555: es el multivibrador que se encarga de controlar el ritmo del tren de pulsos que se enviará al Led en función del valor de las resistencias R1 y R2 y del condensador C1. Va pinchado sobre el Zócalo para poder sustituirlo fácilmente.
- R1: es una resistencia de 200k que para ahorrar espacio se suelda en vertical y comparte I2 con la Reistencia R2
- R2: es una resistencia de 1k
- R3: es la resistencia de 100 Ohm para el Led (queremos un buen disparo así que elegimos una resistencia pequeña)
- LED: el Led está en las manos del fotógrafo y es del tamaño SMD 0603 (ver el artículo sobre tamaños y tipos de diodos LED en la página del curso básico de electrónica)
- 4 puentes: que son las líneas rojas con los puntos de soldadura en A2 y A6, F4 y F6, F2 y G3, J1 y J6.
- El corte en las pistas que va entre F y G afecta a las pistas 1, 2, 3 y 4
- Zócalo para IC555: hemos soldado un zócalo en E1 a E4 y H1 a H4 para pinchar en él, el multivibrador IC555
- Zócalo de alimentación CC: En A1(-) y A2(+) tenemos la conexión a la fuente de alimentación CC descrita más arriba o a una batería, de 9v
- Zócalo para el Led: En B5(-) y B6(+) tenemos la conexión para el Led del "Preiserman" fotógrafo
- C1 es un condensador Electrolítico de 35v y 220uF
- IC 555: es el multivibrador que se encarga de controlar el ritmo del tren de pulsos que se enviará al Led en función del valor de las resistencias R1 y R2 y del condensador C1. Va pinchado sobre el Zócalo para poder sustituirlo fácilmente.
- R1: es una resistencia de 200k que para ahorrar espacio se suelda en vertical y comparte I2 con la Reistencia R2
- R2: es una resistencia de 1k
- R3: es la resistencia de 100 Ohm para el Led (queremos un buen disparo así que elegimos una resistencia pequeña)
- LED: el Led está en las manos del fotógrafo y es del tamaño SMD 0603 (ver el artículo sobre tamaños y tipos de diodos LED en la página del curso básico de electrónica)
Explicación:
El IC555 admite varios tipos de configuración en función de los componentes que tenga conectados en cada una de sus patas. En este caso queríamos una configuración 'astable' que significa que el IC555 va a enviar una serie de pulsos ininterrumpidamente (onda cuadrada) con la posibilidad de variar el tiempo entre pulsos (t1) y la duración de cada pulso (t2).
(t1) Se calcula con la fórmula t1=0.693(R1+R2)C,
(t2) Se calcula con la fórmula t2=0.693(r2)C.
Con los valores que hemos elegido para las resistencias R1, R2 y el condensador C1, conseguimos que t1 sea de 13.93 segundos que es el tiempo que transcurre entre cada disparo del flash del fotógrafo y t2 sea de 138,6 milisegundos que es el tiempo que el Led permanece encendido produciendo así el efecto flash.
Nota: Pincha el siguiente enlace si estás interesado en conocer cómo se modificó el Preiserman fotógrafo para incorporarle el Led.
El IC555 admite varios tipos de configuración en función de los componentes que tenga conectados en cada una de sus patas. En este caso queríamos una configuración 'astable' que significa que el IC555 va a enviar una serie de pulsos ininterrumpidamente (onda cuadrada) con la posibilidad de variar el tiempo entre pulsos (t1) y la duración de cada pulso (t2).
(t1) Se calcula con la fórmula t1=0.693(R1+R2)C,
(t2) Se calcula con la fórmula t2=0.693(r2)C.
Con los valores que hemos elegido para las resistencias R1, R2 y el condensador C1, conseguimos que t1 sea de 13.93 segundos que es el tiempo que transcurre entre cada disparo del flash del fotógrafo y t2 sea de 138,6 milisegundos que es el tiempo que el Led permanece encendido produciendo así el efecto flash.
Nota: Pincha el siguiente enlace si estás interesado en conocer cómo se modificó el Preiserman fotógrafo para incorporarle el Led.
Este circuito es muy barato y rápido de realizar y sirve de ejemplo para muchas otras aplicaciones como por ejemplo apagar y encender luces individual y automáticamente en las ventanas de edificios, interior de vagones y otros automatismos on/off intermitentes. |
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Fernando Escribano
Circuito de Intermitencia doble
Con este circuito tan sencillo se consigue una intermitencia doble al estilo del cruce de San Andrés para los pasos a nivel, pero también se puede utilizar en otros tipos de intermitencias en vehículos, etc.
Con este circuito tan sencillo se consigue una intermitencia doble al estilo del cruce de San Andrés para los pasos a nivel, pero también se puede utilizar en otros tipos de intermitencias en vehículos, etc.
La única precaución a la hora de construir este circuito es la colocación correcta de los dos transistores C945 y tener cuidado en caso de usar otros modelos con diferente orden de patillas.
Las imágenes se han incluido en esta página bajo las condiciones autorizadas por su autor: http://www.proyectoelectronico.com (Para ver las imágenes a mayor tamaño pinchar sobre ellas). |
http://www.proyectoelectronico.com
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Relé bi-estable con decoder K83
Relé biestable - imagen de Tres Carriles
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Este circuito es un ejemplo de cómo usar relés para manejar distintas fuentes incluso tipos de corriente.
En la imagen vemos que hay un decoder K83 con el que queremos controlar una señal luminosa sin relé. El problema es que las salidas del decoder de accesorios K83 son de pulso. Es decir que se activan durante unos milisegundos y después quedan sin corriente, mientras que el semáforo necesita quedar encendido permanentemente en el estado rojo o verde según corresponda. Así que necesitamos intercalar un relé entre el decoder y la señal. El relé tiene que ser del tipo bi-estable (A/B), es decir que tiene unas bobinas que quedan enclavadas en cualquiera de sus dos posiciones posibles A o B (rojo o verde) cuando alguna de ellas recibe un impulso eléctrico temporal. Hay muchos relés con esta característica en el mercado. Para este ejemplo hemos elegido el modelo de NAIS TQ2-L2-12v. Este relé tiene 2 circuitos de corriente de salida independientes entre si y lógicamente independientes de circuito de activación del relé. En el ejemplo hemos usado sólo uno de los circuitos de salida (con las patillas 2,3,4) mientras que el circuito de salida (9,8,7 queda libre si se necesita para otras cosas que se quieran manejar en paralelo) |
Activación del relé:
Las patillas 1, 5, 6 y 10 corresponden al circuito de activación del relé. Puenteando las patillas 1 y 10 y conectándolas al común de la salida del decoder alimentamos las dos bobinas con el polo +. Será necesario usar una resistencia de 220 Ohm. Por otro lado, cada patilla 5 y 6 las conectamos a las posiciones rojo y verde de la misma salida del decoder con polo negativo y unos diodos para evitar rebotes por usar corriente alterna. Así el decoder activará cada una de las dos bobinas que tiene este relé. Se abrirá el circuito entre la patilla 3 y 2 o entre la 3 y 4 alternativamente de acuerdo con el estado de la salida del decoder k83 (igualmente con 8-9 y 8-7).
Ahora conectamos el semáforo. Mientras que el decoder está alimentado por corriente digital, el semáforo puede estar conectado a otro trafo distinto para la iluminación. Esto es gracias a que los circuitos del relé son independientes. Así que el cable común del semáforo lo conectamos por ejemplo al positivo de un trafo de iluminación y los cables correspondientes al negativo de cada luz roja o verde del semáforo los conectamos a las salidas 2 y 4 del relé. Para que estas salidas puedan tomar el polo negativo, tendremos que conectar el común de la salida del relé al negativo del trafo de iluminación, es decir conectamos la patilla 3 que es la común de esa salida al polo negativa del trafo de iluminación.
ATENCION:
Si el semáforo o el elemento que vamos a iluminar es de leds habrá que poner las correspondientes resistencias en los cables de las salidas 2 y 4, además de un diodo en el común del semáforo (amarillo).
Las patillas 1, 5, 6 y 10 corresponden al circuito de activación del relé. Puenteando las patillas 1 y 10 y conectándolas al común de la salida del decoder alimentamos las dos bobinas con el polo +. Será necesario usar una resistencia de 220 Ohm. Por otro lado, cada patilla 5 y 6 las conectamos a las posiciones rojo y verde de la misma salida del decoder con polo negativo y unos diodos para evitar rebotes por usar corriente alterna. Así el decoder activará cada una de las dos bobinas que tiene este relé. Se abrirá el circuito entre la patilla 3 y 2 o entre la 3 y 4 alternativamente de acuerdo con el estado de la salida del decoder k83 (igualmente con 8-9 y 8-7).
Ahora conectamos el semáforo. Mientras que el decoder está alimentado por corriente digital, el semáforo puede estar conectado a otro trafo distinto para la iluminación. Esto es gracias a que los circuitos del relé son independientes. Así que el cable común del semáforo lo conectamos por ejemplo al positivo de un trafo de iluminación y los cables correspondientes al negativo de cada luz roja o verde del semáforo los conectamos a las salidas 2 y 4 del relé. Para que estas salidas puedan tomar el polo negativo, tendremos que conectar el común de la salida del relé al negativo del trafo de iluminación, es decir conectamos la patilla 3 que es la común de esa salida al polo negativa del trafo de iluminación.
ATENCION:
Si el semáforo o el elemento que vamos a iluminar es de leds habrá que poner las correspondientes resistencias en los cables de las salidas 2 y 4, además de un diodo en el común del semáforo (amarillo).
Doble relé bi-estable combinado (3 aspectos)
Cuando necesitemos manejar una señal de 3 aspectos sin bobina o relé, normalmente lo haremos manualmente con un cuadro de conmutadores o digitalmente con un K84 pero si no disponemos de uno o queremos aprovechar un K83 entonces tendremos que instalar nosotros mismos el relé. Para manejar 3 aspectos necesitaremos 2 relés biestables que actúen de forma combinada.
En la imagen podemos ver el funcionamiento de estos 2 relés combinados:
- El relé 1 tiene el estado rojo en la patilla 2. Con la patilla 4 cierra la alimentación del circuito del relé 2 (patilla 3).
- El relé 2 tiene 2 aspectos, el verde y el amarillo (o amarillo-verde en las señales alemanas tal como se muestra en el gráfico). Estos 2 aspectos sólo se podrán encender si el relé 1 está activando la patilla 4.
En la imagen podemos ver el funcionamiento de estos 2 relés combinados:
- El relé 1 tiene el estado rojo en la patilla 2. Con la patilla 4 cierra la alimentación del circuito del relé 2 (patilla 3).
- El relé 2 tiene 2 aspectos, el verde y el amarillo (o amarillo-verde en las señales alemanas tal como se muestra en el gráfico). Estos 2 aspectos sólo se podrán encender si el relé 1 está activando la patilla 4.
Doble relé biestable para 3 aspectos - (imagen de Tres Carriles)
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Cómo funciona:
Cuando se activa el rojo en la salida 1 del decoder, la bobina del relé 1 se enclava en la patilla 2 y al mismo tiempo no deja pasar la corriente de masa (marrón) por la patilla 4 hasta la patilla 3 del relé 2, de modo que independientemente del estado del relé 2 cualquier cosa conectada a él estará apagada por falta de corriente. Cuando se activa el verde de la salida 1 del decoder se activan al mismo tiempo las patillas 6 de ambos relés, lo que hace que el relé 1 corte la corriente en la patilla 2, apagando el rojo y deje pasar la corriente de masa por la patilla 4 alimentando al relé 2 por la patilla 3. El relé 2 al mismo tiempo cierra el circuito de la patilla 4 iluminando el aspecto verde de la señal. (los 2 diodos que conectan la patilla 6 del relé 1 con el decoder (verde y amarillo) evitan que estos dos estados se comuniquen ya que estos diodos se encuentran en oposición entre si y sólo dejan que la corriente circule en un único sentido, hacia la patilla 6 del relé 1) |
Cuando se activa el amarillo de la salida 2 del decoder, también se activa la patilla 6 del relé 1 y la patilla 5 del relé 2, asegurando que el relé 1 sólo deje pasar la corriente al relé 2 (a través de la patilla 4). En el relé 2 la patilla 5 cierra el circuito entre las patillas 3 y 2, iluminando el aspecto amarillo de la señal. (de nuevo los 2 relés en oposición que se conectan con la patilla 6 del relé 1, evitan que la corriente pueda pasar entre las patillas 5 y 6 del relé 2 y sólo circule hacia la patilla 6 del relé 1)
Si además instalamos un diodo entre el aspecto amarillo y verde dela señal, tal como muestra la figura, conseguimos que cuando se active el aspecto amarillo en realidad luzcan tanto el amarillo como el verde (señalización alemana) a la inversa no sucede ya que el diodo sólo deja pasar la corriente en una dirección, en este caso y de acuerdo con su posición, del amarillo al verde pero no del verde al amarillo.
Si además instalamos un diodo entre el aspecto amarillo y verde dela señal, tal como muestra la figura, conseguimos que cuando se active el aspecto amarillo en realidad luzcan tanto el amarillo como el verde (señalización alemana) a la inversa no sucede ya que el diodo sólo deja pasar la corriente en una dirección, en este caso y de acuerdo con su posición, del amarillo al verde pero no del verde al amarillo.
Truco simple para testear los decoder de Accesorios
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A menudo, necesitamos chequear si un decoder de accesorios funciona, está averiado o mucho más importante, si hemos conectado bien los cables del accesorio en los conectores correctos del decoder. O queremos descubrir cómo se comportan las salidas individualmente según la configuración del decoder o del tipo de accesorio y pictograma que hayamos seleccionado en la central de control.
Un ejemplo es cuando seleccionamos en la central un pictograma de 3 aspectos, o de 4, o un desvío triple y queremos saber para cada uno de los aspectos, qué combinación de salidas se activan y cuales no, en cada una de las dos direcciones consecutivas del decoder. Para estos casos simplemente usaremos 4 diodos emparejados de 2 en 2; rojo y verde. Conectaremos cada pareja a las 2 salidas consecutivas que queremos chequear y ya tenemos nuestro "tester" de decoder de accesorios. Podemos utilizarlo con cualquier decoder y con cualquier central digital. Construcción:
Tomamos los dos leds; uno rojo y otro verde y conectamos sus ánodos (polo+) que será el polo común. A este polo común soldamos una resistencia tal como se ve en la imagen. La resistencia debe ser de unos 500 Ohm (depende del led utilizado, la corriente del decoder, etc.). Doblamos los cátodos (polo -) de los leds para formar las tres patas necesarias para las 3 conexiones de una salida del decoder y ya tenemos el tester. Sólo nos falta fabricar otro igual para la segunda salida y con ello podremos comprobar el funcionamiento de ambas salidas combinadas, cuando seleccionemos accesorios con más de dos aspectos. |
Adaptador Cable plano S88 a cable S88n de red
Esta placa de circuito impreso, son sus correspondientes conectores hembra de red, permiten adaptar la conexión estándar de cable plano a una conexión para cable del tipo 'red'. Este tipo de conexión se denomina S88n. Dichos cables están protegidos contra interferencias por lo que se mejora la comunicación con los módulos de detección S88. En la imagen de la izquierda se pueden ver las pistas y sus conexiones numeradas tanto de la cara superior como de la cara inferior y tanto para el conector de entrada o como para el de salida que se identifican con las flechas impresas en la placa (apuntando en dirección a la central como los S88 estándar).
Esta placa de circuito impreso, son sus correspondientes conectores hembra de red, permiten adaptar la conexión estándar de cable plano a una conexión para cable del tipo 'red'. Este tipo de conexión se denomina S88n. Dichos cables están protegidos contra interferencias por lo que se mejora la comunicación con los módulos de detección S88. En la imagen de la izquierda se pueden ver las pistas y sus conexiones numeradas tanto de la cara superior como de la cara inferior y tanto para el conector de entrada o como para el de salida que se identifican con las flechas impresas en la placa (apuntando en dirección a la central como los S88 estándar).
En esta otra imagen se ven los 2 conectores distintos. Uno de salida y el otro de entrada al módulo S88 o a la Central, ya soldados. En la segunda fotografía se ven los adaptadores conectados a la placa de un módulo S88.
Sólo hay dos componentes a soldar en la placa de los adaptadores; una tira de 6 pines hembra y un conector hembra RJ45 para cada placa de entrada o salida.
Sólo hay dos componentes a soldar en la placa de los adaptadores; una tira de 6 pines hembra y un conector hembra RJ45 para cada placa de entrada o salida.
Detector de consumo con optoacoplador
Esquema de Tres Carriles basado en los circuitos de M. A. de Frutos
circuito de Miguel A. de Frutos basados en los circuitos de Paco Cañadas
Placa Detect-4 de Miguel A. de Frutos
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Este circuito sirve para detectar el consumo de corriente en un tramo aislado de vías tal como explicamos en nuestra sección sobre los módulos de Retrocontacto S88.
Explicación: Se aísla una sección de vías en el polo positivo o en el caso de 3C por el conductor central como muestra la imagen. (en 3C técnicamente también se puede aislar los railes al ser corriente alterna cambiando las conexiones rojas por las marrones, pero seguramente será más cómodo aislar el conductor central). Cuando una locomotora pase por el sector aislado, la corriente pasará hacia la locomotora a través del detector de consumo, lo cual produce una caída de tensión en los 4 diodos activando el led del optoacoplador y como consecuencia disparando su fototransistor interno cuyas patillas están conectadas; una a la masa de los S88 y otra a una de las entradas del módulo S88 que ahora indicará "ocupación". Igualmente ocurrirá con cualquier otro "consumidor de corriente", como un vagón iluminado con patín central en 3C o vagones con resistencia entre ruedas en el caso de 2C. Componentes para un circuito: 4 Diodos 1N4007 (o un puente rectificador B380R por ejemplo) 1 Condensador 100nF (no es imprescindible) 1 Condensador 1nF (no es imprescindible) 1 Resistencia de 22 ohm 1 Optoacoplador TLP521-4 (4 opto-acopladores en un chip) Podemos replicar este mismo circuito tantas veces como queramos en una sola placa para poder tener en ella varios circuitos de detección tal como se ve en la imagen con una placa que tiene 4 circuitos de detección conocida como Detect-4. Para más información podéis ver el Manual de M.A. de Frutos |
Artículo de Francisco Javier Escribano - Oct 2015
Cuentarrevoluciones de Locomotoras con Arduino
Afinar los motores y decoder de nuestras locomotoras, a veces supone realizar muchos test de prueba y error. Ajustar un parámetro y hacer rodar la locomotora en la maqueta, volver a ajustar y así sucesivamente hasta encontrar el punto optimo, es una de las maneras de hacerlo.
Cuentarrevoluciones con Arduino - Tres Carriles
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Otra es usar un banco de rodillos para no tener que mover la locomotora por la maqueta pero si además podemos medir de algún modo las revoluciones del motor, aunque sea indirectamente a través del banco de rodillos, esa sería una opción muy interesante.
Sólo necesitaremos un Arduino y unos pocos componentes más para realizarlo. Pinchar en la imagen o en "Cuentarrevoluciones" para ver el trabajo completo. |
Fernando Escribano (Nov-2015)
Comprobador de decoders de locomotora
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En este trabajo de José Antonio Marcos podemos ver como construir un sencillo comprobador de decoders que puede resultarnos muy útil en nuestros trabajos de digitalización.
Pincha en la imagen para ver el trabajo completo. |
