Un Viaje... Por la Electrónica

Hoy me voy a dedicar a la electrónica... Y ahora diréis: ¿Cómo? ¿A la electrónica? ¿No habíamos quedado en terminar primero la base?. Es verdad lo dije, pero como el proyecto se va realizando en diversos campos simultáneamente, he creído conveniente dedicar esta entrada a la parte eléctrica y, en concreto, al control de las locomotoras. 

Como ya dije anteriormente, existen tres sistemas arraigados: DC, DCC y AC. Los dos primeros corresponden a una alimentación por dos carriles, y el tercero corresponde a tres. Como bien dije, nos decantamos por el de DC. 

Lo primero que tenemos que conocer es su funcionamiento básico. Se podría decir que, para que nuestras locomotoras se muevan, son necesarios varios componentes, como son :

- Transformador: nos proporciona la tensión de alimentación continua que necesitemos desde la red eléctrica de casa (que os recuerdo que son 220V en alterna, así que ojo al tratar con ella).

- Regulador: nos permite variar la tensión que nos proporciona el transformador desde un valor teórico de 0 al valor máximo de la tensión máxima del transformador, lo que nos permitirá variar la velocidad de nuestras locomotoras. En el aspecto comercial, estos reguladores suelen venir con su transformador incluido, y los hay de varios tipos:

--> De un Único Sentido: tenemos aquellos en los que el selector sólo tiene un movimiento en un sentido (derecha). Por lo tanto, nuestra máquina sólo se moverá en una dirección y, para cambiar el sentido de la marcha, hay que accionar un conmutador. 

--> De Dos Sentidos: en este caso, el mando del regulador gira tanto a derechas como a izquierdas, dando un sentido de marcha u otro según el lado al que giremos el mando.

- Elementos de Transmisión y Contacto: serán los cables, carriles de nuestras vías, catenaria (en caso de que decidamos ponerla operativa), las ruedas y los frotadores.

- El Motor: está claro que este elemento sirve para generar el movimiento de nuestras locomotoras. Los hay de 3 y de 5 polos, siendo estos últimos los utilizados hoy en día por su mayor precisión. Además, estos suelen estar dotados de un volante de inercia que hacen su movimiento mucho mas suave.

Recuerdo que todo esto es para DC, ya que en AC y DCC los sistemas difieren. En el caso de DC, el cambio de dirección se consigue al cambiar la polaridad con la que se alimentan los motores, siendo ésto algo a tener muy en cuenta ya que, en un tramo que éste alimentado con el mismo transformador, no podemos tener dos locomotoras circulando en sentidos diferentes.

Por su parte, si alimentamos nuestro circuito con varios transformadores, hemos de tener la precaución de aislar unos de otros para que no se produzca ningún cortocircuito. Otra precaución es que no debemos cruzar los carriles si éstos no están aislados unos de otros, como ocurre en un bucle de retorno.

Básicamente, éstos son los elementos que intervienen en el movimiento de nuestras locomotoras y, en ocasiones, dan luz a nuestros vagones y coches y, aunque existen multitud de variedades en el mercado, tenemos la posibilidad de realizar algunos de estos elementos por cuenta propia, consiguiendo uno mejora considerable.

Esta es la opción que hemos elegido por varias circunstancias. Una de ellas es que podemos conseguir una mayor potencia (podremos mover más locomotoras en un mismo circuito) y una mejor regulación.

Decidimos, también, que la tensión de alimentación sería una variación de la DC que tiene la nomenclatura de PWM, que viene a significar "ancho de pulso variable" y difiere de la DC en que, en esta última, la tensión es constante y nosotros la variamos según queramos mayor o menor tensión. Esto equivaldría a aumentar o disminuir la velocidad, mientras que la PWM tiene la forma de una onda cuadrada y varía en el tiempo, desde el valor máximo a 0, y lo que nosotros cambiaríamos sería el tiempo que tendríamos la señal en el valor máximo (a mayor tiempo, mayor velocidad).

Este sistema no es nada novedoso, ya que es la misma forma con la que se alimentan los circuitos digitales, aunque mas simplificado. Aunque parezca que este sistema es el novamás para controlar nuestras locomotoras, en el mercado existen muy pocos fabricantes que se hayan decidido a comercializarlo: no se trata de menospreciar este sistema (el cual he decidido utilizar y, a título personal, es lo mejor que he visto para DC) pero tiene un par de inconvenientes:

- El primero es que, aunque tengamos el selector a 0, la locomotora sigue recibiendo tensión, con lo que produce un pequeño ronroneo (como si estuviese a ralentí).

- El siguiente es que, al pasar de un circuito controlado por un regulador a otro controlado por un segundo regulador, nuestra locomotora tiende a renquear. Sin embargo, este segundo "problema" se puede solucionar con un pequeño circuito electrónico que, como todo lo que se vaya haciendo en la maqueta, intentaré explicar más adelante.

Para el que esté interesado en este sistema de regulación, decir que en el siguiente enlace viene bastante bien explicado, además de que se ofrece (por cortesía de su creador) el esquema para este circuito y los fotolitos, para que podamos crear nuestras propias placas base. Decir que mi circuito se ha basado en dicho esquema, aunque con unos cambios insignificantes.

Hasta aquí nuestro recorrido por la electrónica... ¿Complicado? Quizá un poco, pero todo es ir avanzando... Muy pronto seguiremos con el trazado de las vías.