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Cuando accedemos a la aguja desde el talón

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Como todos sabemos, la función del cambio de agujas (también llamado desvío o "agujas" simplemente), es cambiar de vía un tren. El cambio de agujas es un punto delicado, donde el tren es vulnerable, ya que un fallo puede implicar el descarrilamiento casi seguro.

Veamos una representación muy simplificada de un cambio de agujas:
AGUJAS1.jpg
AGUJAS1.jpg (36.66 KiB) Visto 4120 veces


AGUJAS2.jpg
AGUJAS2.jpg (21.23 KiB) Visto 4120 veces



A la aguja se puede acceder desde la punta (el lado donde están los espadines), para tomar cualquiera de las dos direcciones:
- Directa o recta.
- Desviada.

Cuando accedemos desde cualquiera de los dos lados opuestos a la punta, se dice que accedemos desde el talón. Si se accede desde el talón, por ejemplo desde la vía desviada, los espadines deben estar lógicamente orientados en posición desviada, salvo que la aguja sea del tipo "talonable", en cuyo caso, no importa como estén posicionados los espadines (en dirección directa o desviada), ni desde dónde accedamos (desde vía directa o desviada), el tren pasará sin problemas, aunque los espadines estén en posición contraria. Por ejemplo si accedemos desde la vía desviada, y los espadines están orientados posición recta, el desplazamiento de las ruedas moverá los espadines a posición desviada, y éstos volverán a su posición recta de forma automática, por medio de uno mecanismo de retroceso, cuando haya pasado el eje. Aquí vemos un ejemplo de un vídeo de youtube, donde se ve claramente, que los espadines están en posición recta, el tren accede desde la vía desviada, los espadines se desplazan a posición desviada, pero vuelven a su posición recta:
https://youtu.be/JQaSoJKBbj4

La ventaja de este sistema, es la simplicidad de explotación. En el vídeo, la aguja que se observa está (en principio), siempre en posición recta, y cuando el tren accede desde el talón, desde la posición desviada, pasa sin tener que maniobrar la aguja. Y cuando acceda desde la punta, pasará recto, sin problemas. Se evita tener que estar maniobrando la aguja.

En una aguja talonable, una vez el eje/bogie delantero haya rebasado los espadines, bajo ninguna circunstancia debería hacer marcha atrás, hasta que el último eje de la composición hubiera superado la aguja, porque entonces el eje delantero seguiría por vía recta mientras que el eje trasero lo haría por vía desviada.

Si la aguja no es talonable, y un vehículo accede desde el talón, estando los espadines orientados en dirección contraria, el daño del cambio sería inevitable (y seguramente el descarrilamiento).

En la transposición a escala tenemos exactamente la misma situación: las agujas puede ser o no talonables. Evidentemente, si la aguja no es talonable, y accedemos desde el talón, estando los espadines orientados en dirección contraria, nada se romperá, como mucho el tren descarrilará y allí estará nuestra mano, presta a resolver la incidencia, lamentándonos por no haber cambiado la aguja de posición. Los desvíos talonables son muy utilizados en modelismo, por su sencillez.


Un ejemplo de utilidad de cambio de aguja talonable, lo tendríamos en un bucle (representado de forma unifilar, por sencillez):


BUCLE1.JPG


Accederíamos al bucle desde el punto A.
El punto B sería el cambio de agujas, cuyos espadines podrían estar siempre en posición recta (dibujado con tramo fino continuo) o siempre posición desviada (dibujado con tramo de puntos finos).
El tren invertiría siempre su sentido de desplazamiento al salir del bucle, sin necesidad de tener que maniobrar la aguja.

Ahora bien, en las agujas de modelismo, tenemos la posibilidad de "polarizar" o no los corazones de las agujas. Cuando me introduje en este mundillo, vi que Peco, tenía dos gamas de vías, la "insuflog" y la "electrofog". La primera, está más orientada hacia el aficionado novel, el que no tiene ningún conocimiento de electricidad, o simplemente el que no quiere complicarse la vida. Tiene un inconveniente (para mí muy serio), y es que en el "corazón" de la aguja (es la parte del cambio de aguja, en forma de "punta de flecha"), corresponde simultáneamente a la parte izquierda de la vía desviada, y la derecha de la directa (o al revés, todo depende del sentido de desplazamiento y si el desvío está a izquierda o derecha). Como sabemos, en el sistema de alimentación DC, un raíl lleva un polo (+) y el otro el (-). En digital, la tensión en la vía es alterna cuadrada, va cambiando (+) y (-) miles de veces por segundo, y a efectos de explicación, podemos considerar que cuando un raíl está a polaridad (+), el otro carril estará al (-), y viceversa.

AGUJAS3.jpg
AGUJAS3.jpg (38.71 KiB) Visto 4120 veces


Como vemos en el dibujo de arriba, si en el corazón no tuviéramos las dos zonas aislantes, habría un cortocircuito, al unir el (+) de la vía desviada y el (-) de la recta (recordemos que la polaridad no es fija, va cambiando alternativamente). Las zonas aislantes, siempre van a estar. Ahora bien, en la gama "insuflog" (que significa aislante), todo el corazón, es aislante. Esto significa, que dependiendo del tipo de desvío, podemos tener una longitud de 40-60mm (o más), con un raíl sin alimentación. El resultado es que las ruedas que estén pasando por el corazón, no van a estar captando corriente. Si la locomotora tiene varios ejes y las vías están bastante limpias, probablemente la máquina pasará sin incidencia. Pero si la locomotora tiene pocos ejes (dos por ejemplo), es altamente probable que se detenga en el corazón. No olvidemos, la rabia que nos da cuando una locomotora se para porque no le llega la corriente.

En contraposición a la gama "insuflog" de Peco, tenemos la "electrofrog", que podríamos considerar como conductora, es decir, el corazón va a estar alimentado, dependiendo de la posición de los espadines. Según el dibujo de más arriba (AGUJAS3.JPG), la aguja está en posición recta, y por tanto el corazón debe estar alimentado al raíl que en ese momento tiene el potencial (-). La forma más sencilla de resolverlo, es mediante un final de carrera conmutado asociado a al movimiento de los espadines, de forma que en posición desviada, alimenta el corazón a la polaridad del raíl que está al (+), mientras que cuando los espadines están en posición recta, el corazón estaría conectado al raíl que tiene el potencial (-). A este sistema de alimentar el corazón de la aguja, según la posición de los espadines, se le llama "polarizar" el corazón. Los 40-60mm del corazón de la aguja, estarían permanentemente alimentados, por lo que la marcha de las locomotoras serían muchísimo mejor.

El final de carrera (que es un interruptor eléctrico, con un común y un contacto normalmente abierto y otro normalmente cerrado), suele venir con los accionamientos de las agujas (bobinas de Peco, o motores de accionamiento lento), pero no con los servos.

Polarizar la aguja tiene otro problema, si los espadines llegan a tocar en su desplazamiento el raíl contrario, antes de que lo haga el final de carrera (o viceversa). Este tema ya lo traté en el hilo https://www.forotrenes.com/foro/viewtop ... 16#p688952 y no es objeto de este hilo, que trata sobre las agujas talonables.

En el sistema electrofog, el corazón está permanentemente alimentado, según la posición de los espadines. Esto significa, que el concepto de aguja talonable no es de aplicación al sistema electrofrog o de corazones polarizados. Si accedemos desde el talón a una aguja electrofrog, y el espadín están posición contraria, sí o sí, tendremos un cortocircuito en el momento que el primer eje de la locomotora toque el corazón de la aguja, que va a estar a una polaridad contraria.

Vemos lo que pasa, cuando accedemos desde el talón, desde dirección desviada, a una aguja electrofrog (es decir, con corazón polarizado) que tiene los espadines en posición recta:
https://youtu.be/MNymYRrss4Y

En efecto, en el momento el primer eje toca el corazón de la aguja, se oye una especie de zumbido, lo que delata que tenemos un cortocircuito, e instantes después, la centralita casera corta la alimentación, y emite unos pitidos. Ojo, porque si el automotor no tuviera instalado el stay alive, en el momento se oye el zumbido, se habría detenido inmediatamente, pero como tenemos el stay alive, hay una pequeña reserva de energía, de unos pocos segundos, por eso el automotor sigue desplazándose hasta los espadines, y descarrilando, debido a que su poco peso, no puede desplazar los espadines. Locomotoras más pesadas con stay alive sí llegan a desplazar los espadines...pero el cortocircuito estaría ya hecho, requiriendo el reame de la instalación.

He creado un sistema, que corrige la posición de las agujas automáticamente, en caso de que accedamos desde el talón, y el espadín esté en posición contraria. Según este esquema unifilar:
AGUJA1.JPG
AGUJA1.JPG (13.91 KiB) Visto 4120 veces


Supongamos que tenemos un tren en el canton 1. A través del Railcom, detecto la dirección que tengo en todos los cantones. Si la dirección del tren que hay en el canton 1, es la misma que la del mando, significa que estoy controlando ese tren. Si en el cantón 3 no hay ningún tren, y la velocidad del mando es mayor a cero, el sistema detecta si la posición de los espadines es la correcta, y en caso negativo, desplaza los espadines, evitando el cortocircuito. El flujograma sería:
FLUJOGRAMA_AGUJA_POR TALON.jpg
FLUJOGRAMA_AGUJA_POR TALON.jpg (46.31 KiB) Visto 4120 veces


Y el resultado es este:
https://youtu.be/Jctgiokvgv0

Habrá quien piense que he activado manualmente la aguja, y después he accionado el regulador de velocidad para mover el automotor...pero no es así. Al aumentar la velocidad del automotor, partiendo de cero, mi centralita casera ha movido los espadines a posición desviada. El sistema no es perfecto (ni pretende serlo)...simplemente una ayuda, que evitará cortocircuitos cuando acceda desde el talón, y por descuido, no cambie la posición de las agujas.

Veamos el resumen, para concluir:

- Las agujas tienen punta y talón.

- Cuando accedemos desde el talón, si la aguja es talonable, no importa cómo estén los espadines.

Además, en modelismo ferroviario tenemos:

- Agujas con corazón aislado (insuflog, en terminología de Peco), que son de más sencilla instalación eléctrica, pero con menor fiabilidad de marcha de los trenes.

- Agujas con corazón conductor o polarizado (electrofrog, en terminología de Peco), cuya instalación es algo más compleja (pero no mucho), y que al tener el corazón conductor, da más fiabilidad de marcha, especialmente en locomotoras cortas.

- Las agujas con corazón aislado (insuflog), pueden ser talonables.

- Las agujas con corazón conductor (electrofrog), no pueden ser talonables.

- Con el sistema que he presentado, no convierto a la aguja electrofrog en talonable (porque sigue sin serlo), pero sí se supervisa si un tren accede desde el talón, moviendo los espadines a la dirección correcta, para evitar el cortocircuito.

Un saludo a todos.

Dvorak
(Paco para los amigos).


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Gracias Paco.

Hace tiempo que conocí los "Jugos de Rana" (Frog Juicer) o Antofrog de Gaugemaster o Tam Valley (http://www.tamvalleydepot.com/products/dccfrogjuicers.html) de los que ya he hablado en más de una ocasión.
Si crees que te he servido de ayuda, puedes invitarme a un café alfredpuro (a) telefonica .net

l'Alfred, el Fantito.


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Fantito escribió:
Gracias Paco.

Hace tiempo que conocí los "Jugos de Rana" (Frog Juicer) o Antofrog de Gaugemaster o Tam Valley (http://www.tamvalleydepot.com/products/dccfrogjuicers.html) de los que ya he hablado en más de una ocasión.


Gracias por el aporte, Alfred. Me sorprende que no utlice relé. ¿Puede que emplee dos mosfet, quizá?
Un saludo.
Dvorak.


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El Autofrog de Gaugemaster utiliza un relé biestable y funciona de lujo, un hilo a carril J, otro a carril K y un tercera al corazón y listo, te olvidas.

Un saludo.


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Pues muy ingenioso Dvorak, muy ingenioso la verdad (aplausos).

Ahora que no todas las "centralitas" permiten hacer eso ¿verdad? ;)
Ni tampoco leer y tener en cuenta la información de los sensores con RailCom.
Pero eso nos lo tendrás que contar en otro hilo.

¡¡Buen trabajo!!
Saludos

[Multimaus + GenLi-S88 + +z21f. + RocRail (MacOsX)]
H0 Renfe, sin catenaria


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Norber escribió:
Pues muy ingenioso Dvorak, muy ingenioso la verdad (aplausos).

Ahora que no todas las "centralitas" permiten hacer eso ¿verdad? ;)
Ni tampoco leer y tener en cuenta la información de los sensores con RailCom.
Pero eso nos lo tendrás que contar en otro hilo.

¡¡Buen trabajo!!


Gracias, Norber.

Mi centralita es casera, y data del año 2005:
IMG_20190518_190414.jpg


IMG_20190518_162936.jpg


Fue el primer circuito que me fabricaron profesionalmente, y el fin de los ácidos. Los circuitos caseros nunca me salieron bien del todo. Siempre se me cortaban pistas, había zonas con cobre no retirado...quizá porque mis PCB´s eran demasiado grandes, para los medios que disponía. No es nada caro pedir los circuitos impresos profesionalmente. Si divides el coste de los PCB´s, entre las horas que pasas diseñando, montando los componentes, probando los circuitos...no sale nada caro pedir los PCB´s profesionalmente.

Mi centralita necesita ya una versión completamente nueva. Muchas de las funcionalidades que pensé en su día, no las he llegado a utilizar. El Railcom (que requiere la interrupción de los paquetes DCC durante unos milisegundos), lo tuve que meter con calzador. Al principio utilizaba un control central, desde donde salían todas las señales de control a las agujas, semáforos, lectura de ocupación de cantones, etc, pero empleaba muchísimo cableado. Finalmente me pasé al control serie, y estoy encantado. Tengo muchas tarjetas repartidas por toda la maqueta, y la comunicación entre la centralita y estas tarjetas, es vía RS-485, con un sencillo protocolo que me he inventado: envío cuatro bytes: dirección de la tarjeta periférica, registro a leer/escribir, dato a leer/escribir, y XOR de los tres bytes anteriores. Funciona muy bien. De esta forma, entre cada sección o módulo desmontable, utilizo una cantidad muy pequeña de cables. Dentro de cada sección desmontable o módulo puedo tener mucho cableado, pero en el lado ESTE y OESTE del mismo solo tendré una pequeña cantidad de conectores y cableado.

Nunca he utilizado una centralita comercial. Yo mismo me genero las tramas que conforman el protocolo DCC. Siempre quise tener un control que una centralita comercial nunca me daría. Desde mi centralita, no solo controlo los trenes, también las agujas, semáforos, y detecto la posición de los cantones y agujas. En el caso que nos ocupa, realizo una acción de control sobre una aguja, a partir de detectar la ocupación de cantones, estados de agujas, y velocidad del tren. Con una centralita comercial pienso que no sería posible realizar esto, salvo quizá, haciendo que la centralita trabajase a modo de esclavo, de forma que a través de alguno de los protocolos de comunicaciones estándar (Xpress Net o Loconet...no conozco los detalles), diéramos las órdenes de direcciones de locomotora y velocidades, pero que el control estuviera "aguas arriba" de la centralita comercial (con electrónica o un PC).

Atentamente:

Dvorak


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