Control por ordenador

Prácticamente todas las centrales digitales comerciales cuentan con la posibilidad de conectarse a un ordenador dando lugar a un paso más sobre el control digital, que pasa a ser control por ordenador o control por software. Esta conexión se puede hacer mediante un puerto USB o en los casos más antiguos con un puerto RS232, o bién mediante una conexión de red LAN. Dependiendo de la marca se podrá hacer de una u otra forma.

A pesar de lo que mucha gente cree, la conexión de un ordenador no es para que éste maneje automáticamente los trenes. Desde luego esto puede llegar a hacerse, pero no es la principipal ventaja, y mucha gente opina que si esto fuera así, se eliminaría el principal aliciente del manejo manual de las maquetas, pasando el operador a ser un mero espectador.

Hay una serie de características que incluye el manejo de una maqueta de trenes por ordenador, y que son las mayores ventajas de esta técnica.

La primera es seguramente la individualización del mando de las locomotoras. Con esto queremos decir que el programa de ordenador conoce exactamente las caracteristicas de funcionamiento de cada locomotora, de manera que si le decimos que queremos que una determinada locomotora se mueva por ejemplo a 80 km por hora, el ordenador sabe que instrucciones hay que enviar a la central para que la locomotora se mueva por la maqueta exactamente a la velocidad que representa 80 km/hora a escala.

Asimismo presentará en la pantalla de visualización el velocímetro indicando exactamente la velocidad real en cada momento-

Como no todas las locomotoras responden igual, incluso aunque sean de la misma marca y del mismo modelo, el conseguir ese ajuste se hace mediante una opción especial, prevista en todos estos programas para obtener lo que se llama el perfil de la locomotora. Una vez obtenido ese perfil, el programa está en condiciones de regular con toda precisión la velocidad en cada instante, y consecuentemente las rampas de aceleración y frenado, y como consecuencia de ello de situar la locomotora con toda precisión en un punto de la maqueta.

La segunda es el manejo integral de la maqueta, es decir no se trata ya sólo de manejar los trenes sino los desvíos, las señales, etc. Todos los programas presentan permanentemente o como opción el esquema del trazado y sobre él se presentan sinbólicamente todos los elementos que el programa maneja. Estos elementos son interactivos, de manera que el operador puede actuar sobre ellos mediante ratón o pantalla táctil para posicionarlos según sus deseos. Desde este punto de vista, la utilización de un programa de ordenador, hace inútil la necesidad de un cuadro de mando, para el manejo de los aparatos de vía.

Este cuadro de mando queda sustituído por la imagen en el ordenador, con una serie de ventajas como la posibilidad de cambios de color o de aspecto en las vías, la aparición de rótulos indicando los trenes que circulan o están estacionados en cada tramo, etc.

Realmente esta evolución es la misma que se ha dado al pasar en el tren real desde los puestos de mando dotados de paneles con rotulaciones y luces indicadores a los puestos de mando informatizados que se utilizan en las lineas modernas, como en la imagen de la izquierda.

La tercera es la flexibilidad en establecer el movimiento de los trenes. Mientras que con mando manual (analógico o digital) las únicas posibilidades de controlar los trenes eran las que hemos descrito en el cápitulo de control de tráfico, es decir, prácticamente establecer un acantonamiento, en el que todos los trenes se comportan igual y hacen la misma ruta, la introducción del ordenador permite individualizar el control de cada tren, de manera que se puede asignar una ruta distinta a cada tren y además hacer variaciones dinámicamente en su comportamiento según las condiciones de ocupación de determinadas vías, etc.

Aclaremos este importante tema con un ejemplo:

En la figura anterior, podemos ver que aunque es semejante a las que poníamos para explicar el control de tráfico, hay una diferencia fundamental, ya que cuando el tren llega al final del cantón B, se encuentra un desvío, y según la posición de este desvío el tren seguirá por la Via 1 o por la Via 2.

Si como hemos representado en la figura, el desvío apunta a la vía 2, el cantón siguiente al cantón B es el D, y como está libre, la señal se muestra en verde y se permite que el tren continúe hasta entrar en el cantón D.

Por el contrario, si el desvío estuviese en posición recta, el cantón siguiente al cantón B sería el cantón C y como en él hay un tren, la señal que hay junto al desvío debe ponerse en rojo y el tren parar ante la señal sin entrar a la Vía 1.

Adviértase que esto tiene una consecuencia muy importante ya que nos lleva deducir que realmente el cantón siguiente a uno dado no es siempre el mismo sino que puede depender, como en este caso, de la posición de un desvío. Como la señal estará abierta o cerrada si el cantón siguiente está libre u ocupado, es necesario, antes de decidir qué debe mostrar la señal, determinar cuál es el cantón siguiente.

En realidad la posición del desvío tampoco es decisoria, ya que a su vez depende de la ruta que queremos que haga el tren. Si queremos que el tren haga una ruta que pase del cantón B a la vía 1, entonces el desvío deberá ponerse recto y el cantón siguiente al B será el C y si está ocupado la señal se pondrá en rojo.

Si por el contrario la ruta que queremos para el tren, pasa del cantón B a la vía 2, entonces el desvío se deberá poner en posición desviada, el cantón siguiente al cantón B es el cantón D, y como está libre, la señal se pondrá verde.

Naturalmente este es el caso más sencillo. Si hay más desvíos, y más posibles rutas, la lógica se complica extraordinariamente. Ni siquiera en un caso tan elemental como el descrito sería posible hacer que esto funcionase de forma automática a base de relés, tal como hacíamos en el capitulo de control de tráfico.

Sin embargo los programas de ordenador para maquetas resuelven completamente esta cuestión y permiten por lo tanto un control de tráfico en cualquier clase de trazado sin que tenga que ser necesariamente lineal. Además, y esto es seguramente lo más importante, permite que cada tren tenga definida una ruta propia, y que realice esa ruta con independencia de los demás trenes que hagan otras rutas, garantizando en todo momento que se controla el tráfico para que no haya choques ni alcances. Este último párrafo es una descripción de la forma en que funciona el tren real, de modo que si queremos que nuestros trenes funcionen como en la realidad, la única opción es el control por ordenador.

Esta posibilidad es desde luego la que proporciona una mayor potencia a la automatización de la maqueta, pero consecuentemente requiere una cuidadosa parametrización del programa. Cada programa utiliza un método propio basado en conceptos como rutas schedules, etc, que hay que dominar muy bien para obtener todo su potencial.

Una cuarta ventaja es la eliminación de la nesidad de la mayoría de las secciones aisladas de carriles, y consecuentementa la eliminación de la necesidad de cortar carriles o aislar juntas y su correspondiente cableado. Con el mando por ordenador cuando un tren se para ante una señal no es porque haya quedado sobre una vía con una alimención especial (ya sea sin alimentación, o conectada a una central de frenado, o a una señal asimetrica), sino porque ha recibido la orden de frenado desde la central, y por lo tanto permanece sobre la via por la que circula sin necesidad de cortes o cableados especiales. Con control por ordenador solo hay dos situaciones que rquieren mantener secciones aisladas de vía: La alimentación por diferentes boosters, y la detección de trenes por el sistema de ocupación.

Como quinta ventaja diríamos que, como consecuencia de que cada locomotora está identificada y se conoce el pèrfil de su respuesta, se pueden conseguir paradas y arrancadas con toda la suavidad que se desee, y la parada de cada locomotora en el lugar exacto tanto en vias de estación como ante señales, con independencia de la velocidad inicial de cada locomotora.

Una última ventaja es que ante cualquier modificación o ampliación del trazado de vías, no es necesario realizar cambios en complicados cableados como puede ocurrir en sistemas electromecánicos. En este caso simplemente modificamos en el programa la estructura de la maqueta y el programa manejará los trenes en el nuevo trazado.

Naturalmente para hacer todo esto, el ordenador necesita un programa. Existen unos cuantos programas que se venden comercialmente, y también existe alguno gratuito. Los más conocidos probablemete son TrainController, Windigipet, Itrain y Rocrail. En las imágenes situadas a la izquierda de estas líneas se han reproducido algunas pantallas típicas de estos programas.

Como se puede apreciar, estas imágenes son todas bastante parecidas, y esto es porque en realidad, la filosofía de todos estos programas es similar.

En todos ellos hay una primera fase en que el usuario dibuja un esquema de su maqueta. Además también define su colección de locomotoras, que se suele complementar con una imagen, para facilitar su localización.

Luego vemos en casi todos los programas unas ventanas más pequeñas que se refieren a una determinada locomotora y que presentan un velocímetro, que indica la velocidad a la que se mueve cada locomotora.

Sería posible manejar los trenes desde estas ventanas, moviendo los mandos del regulador, pero en general, esto no se hace, porque resulta incómodo y poco preciso.

Normalmente los usuarios prefieren seguir manejando la velocidad con los mandos de la central, utilizando estas ventanas con el velocímetro como indicadoras.

En todos los casos el manejo se basa en definir una serie de cantones, en los que como siempre, sólo puede haber un tren, pero estos cantones son "virtuales" y no corresponden necesariamente a un sector aislado como en el mando manual.

Para saber cuando un tren entra o sale de un cantón, o cuando se acerca a una señal, hay que establecer un sistema de detección de trenes.

El sistema de detección de basa en los mismos elementos sensores que el sistema electromecánico, es decir utilizaremos o bien detectores de ocupación basados en el consumo en un tramo de vía, o en el cortocircuito de los dos railes en el sistema de tres carriles, o bien detectores de paso, basados en vias de contacto, en interruptores reed accionados por imanes, en sensores Hall, también accionados por imanes, o sensores de infrarojos.

Pero todos estos elementos, lo único que hacen es cerrar un contacto eléctrico cuando el cantón está ocupado, o bien momentáneamente cuando un tren pasa sobre el sensor. En el sistema electromecánico este cierre de circuito se utiliza para activar un relé, pero cuando tenemos un control por ordenador la cosa cambia, ya que no hay ningún relé que mover. En este caso, lo que hay que hacer es informar al programa de que se ha producido esta detección, y esto se hace conectando el sensor a un elemento denominado retromódulo que al recibir indicación del sensor produce una señal digital que debe llegar al programa.

La forma en que esta señal se transmite desde los retromódulos depende en realidad de la marca de la central digital utilizada, pero en todos los casos se trata de un cable múltiple capaz de transmitir por cada uno de sus hilos un bit de la señal digital generada por el retromódulo. En informática a esta forma de transmitir información se le denomina bus asi que se habla de bus S88, bus LokoNet, bus Rs, etc.

Cada uno estandariza un protocolo de transmisión y un tipo de conectores. En la imagen de la izquierda, un retromódulo S88 de Märklin (Ref 6088) capaz de reconocer el contacto de 16 sensores distintos y transmitirlos por el bus.

Una solución cada vez más utilizada es combinar un retromódulo con sensores de ocupación en un mismo aparato. Esto, implica, como siempre que recurrimos a los sensores de ocupación, la necesidad de dividir el circuito en sectores aislados, de manera que se pueda detectar para cada sector si está o no ocupado.

Para ello el retromódulo preparado para esta función tiene una entrada de corriente proveniente de la central digital y unas cuantas salidas (por ejemplo 8) desde las que esta corriente digital se lleva a cada sector aislado.

Cada sector aislado recibe permanentemente la señal digital a través del retromódulo (no se trata de un caso en que los sectores aislados se dejan sin alimentación) pero el retromódulo es capaz de detectar cuales de los sectores aislados están consumiendo electricidad y cuales no, e informar a la central, en el sentido de que aquellos sectores que tienen consumo se consideran ocupados y los que no tienen consumo se consideran libres. El hecho de que en un sector haya consumo implica que hay al menos en él una locomotora (aunque esté parada) un vagón iluminado, o incluso un vagón en el que sus ejes se han hecho ligeramente conductores, por ejemplo con pintura conductora .

En algunos casos, la central admite directamente la conexión del bus, en otros casos se necesita una interfase, e incluso en otros casos, las centrales más sencillas no permiten la conexión de un bus de retroseñalización, pero existen interfases que permiten que la señal de los retromódulos llegue directamente al ordenador por otro puerto USB. La mayoría de los programas admiten que la conexión de la retroseñalización sea por un puerto distinto de la conexión de la central digital. Incluso esta solución es buena aunque la central tenga la posibilidad de que le conectemos el bus de retroseñalización, porque en realidad el tráfico de estas señales sobrecarga mucho la central sin que tenga ningún efecto sobre ella.

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