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. 

La Decisión

Como en todo viaje, lo primero que tenemos que hacer es decidir dónde ir, el tiempo a pasar fuera, qué llevarnos y, cómo no, cuánto estamos dispuestos a gastar. En esta entrada pretendo hablar de la multitud de decisiones que deberemos tomar a la hora de diseñar nuestra maqueta... Seguramente me dejaré muchas cosas en el tintero, y muchas otras estarán incompletas, pero para una primera decisión, creo que será suficiente.

Cuando me inicié en este mundo, lo que quería era una gran maqueta por la que circularan una gran cantidad de trenes (como supongo que os pasará a la mayoría), pero, como todos, me di cuenta rápidamente que esto no seria posible... ¿Por qué? Pues por el espacio. En ese sentido, una de las cosas que debemos tener en consideración es dónde vamos a ubicar ese pedacito de realidad y el terreno del que disponemos. Este terreno, normalmente, no suele ser muy grande ya que, probablemente, la mayoría dispongamos de una pequeña habitación para desempeñar nuestra labor creativa. Por tanto, recomiendo que os toméis muy en serio dónde ubicar vuestra maqueta antes de empezar con el diseño.

Otra de las decisiones a tomar es la escala. Este factor influye de una manera estrepitosa en la distribución del espacio, ya que un modelo en escala H0 es casi el doble de grande que uno en escala N, con lo que eso implica menos cosas en más espacio. Para los iniciados, deciros que hay multitud de escalas: desde la escala T (1:450) hasta la escala G (1:22,5 en Europa, y 1:22,2 en EE. UU.). En medio de estas dos, se ubican las más utilizadas: H0 (1:87) y N (1:160), con sus respectivas variantes. Como curiosidad, en el Reino Unido, la escala N se corresponde con 1:144, aunque el ancho de vía (9 mm) se mantiene intacto.

La decisión de una escala, en muchos casos, viene dada por un regalo que nos hicieran (en mi caso, fue un Iberama en escala N), con el cual nos iniciamos en este mundillo. Mucha gente, al cabo un tiempo, cambia la escala, pero no es lo común. Esta decisión (si no la tenemos ya decida) es bastante importante y merece que se hable mucho más de ella, pero eso será en otra ocasión.

También deberíamos decidir sobre el sistema de alimentación. A este respecto tenemos, por un lado, el de corriente alterna (AC). Comentar, sobre este sistema, que utiliza tres carriles en vez de dos, con lo que se pierde realismo en la vía (no demasiado, pero se ve). La ventaja de esta forma es que nos quitaríamos algunos dolores de cabeza a la hora del diseño electrónico (bucle de retorno, etc.). Por otro lado, tendríamos el sistema de corriente continua (DC). Este es el sistema que hemos decidido utilizar para el diseño de la maqueta y, aunque a mucha gente le resulte increíble que en plena era digital me decante por este sistema, aclarar que la mayoría del material disponible es de la antigua Ibertren, y no estamos por la labor de modificar dichos modelos, ya que perderían su encanto. Bueno, a lo que iba... Es más complicado el diseño electrónico de DC, pero la vía es más real y hay mayor variedad en cuanto a estas se refiere.

Por último, nos queda la vertiente más moderna: el sistema digital DCC (no tanto como puede parecer, pues el primer sistema digital salio al mercado a finales de los años 80). Este sistema es el que más se emplea hoy en día y el que acabará por instaurarse por completo en breve. A modo de apunte, los modelos fabricados en digital se pueden configurar para DC, aunque su funcionamiento no es del todo perfecto y hay que disponer de una centralita digital para programarlas. Este sistema es el más se aproxima a la realidad en cuanto al funcionamiento de las locomotoras (aceleración y frenado progresivo; velocidades máximas programables y diversidad de funciones, como sonido; etc.). Sin lugar a dudas, hoy por hoy es lo que os recomendaría cualquier aficionado, pero decir que este sistema también tiene sus contras: por ejemplo, el control de los desvíos es un poco complicado, aunque todo se puede aprender.

Vía AC - 3 Carriles

Vía DC/DCC - 2 Carriles

Con total seguridad tendremos que decidir sobre muchos más aspectos, pero para empezar, demasiado hay que leer ya.

A los artistas del modelismo ferroviario, les agradecería cualquier comentario sobre los temas descritos. A los iniciados, espero que les sirva para empezar a planificar este gran viaje, del que ya puedo decir que es para toda la vida.