MANDOS Y AUTOMATISMOS

Después de haber visto las distintas forma de corriente que podemos emplear para la tracción de los trenes, de haber visto las diferentes forma de disponer los circuitos de tracción, y de haber estudiado las formas de controlar el tráfico de los trenes, nos queda ver el manejo de lo que los ferroviarios llaman "aparatos de vía" y que comprenden fundamentalmente los desvíos con todas sus variantes, los puentes giratorios y las plataformas de transferencia. Este capítulo se dedica a ver las distintas formas que tenemos para manejar estos aparatos, ya sea de forma manual, y entonces estaremos creando un "mando" o ya sea de forma automática, respondiendo por ejemplo al paso de los trenes por determinados puntos, con lo que estaremos creando un automatismo. Veamos primero los tipos de aparatos de vía que podemos encontrar en los catálogos de los fabricantes

Los más conocidos de estos aparatos son los desvíos, llamados también agujas, que constituyen una bifurcación desde una vía a otras dos. La parte de una sola vía, se llama punta, y la parte de dos vías se llama talón, de modo que cuando el tren llega por el lado de una vía, se dice que toma el desvío de punta. Cuando lo toma por una de las dos vías del otro extremo, se dice que toma el desvío de talón.

El desvío tiene un mecanismo consistente en dos carriles móviles, cortados en forma de punta que se acoplan a una vía o a la contraria para obligar al tren que toma el desvío de punta a tomar una u otra vía.

Estos carriles cortados en forma de punta se denominan espadines. El punto donde se cruzan los dos carriles de las dos vías del talón se denomina corazón. (en inglés frog que significa rana). En la mayoría de los desvíos, una de las vías es recta y la otra es curva con un determinado radio.

Cuando los espadines apuntan a la vía recta se dice que el desvío está en posición normal. Cuando apuntan a la vía curva se dice que está en posición inversa. Si estando el desvío en posición normal llega un tren de talón por la vía curva, forzando los espadines a moverse, se dice que el tren ha talonado el desvío. Lo mismo si estando en posición inversa el tren llega de talón por la vía recta. En el tren real no se admite el talonamiento de desvíos, y si por error ocurre se romperá el mecanismo y puede descarrilar el tren. En las maquetas la mayoría de las marcas hacen que si un tren talona un desvío, los espadines se desplacen venciendo un muelle de poca fuerza, de modo que los trenes pueden pasar talonando el desvío. Hay sin embargo alguna marca, que hace desvios más realistas en los que si un tren entra talonando un desvío, descarrila.

Cuando se ponen dos desvios uniendo dos vías paralelas, como en la imagen contigua se dice que se ha hecho un espape.

Hay también desvíos en que las dos vías son curvas, y les denominamos desvíos curvos. En este caso, una de las vías es de radio mayor, y la otra de radio menor.

Todas las marcas que fabrican vías hacen al menos desvíos rectos y la mayoría hacen también desvios curvos.

En ambos casos un dato importante es el radio de la vía curva (la más curva en el segundo caso) ya que define la curvatura de la vía, y ya sabemos que las curvas muy cerradas resultan muy irreales (pues los desvíos reales tienen radios muy grandes) y además la circulación de los trenes, sobre todo con vagones largos resulta muy antiestética.

En contrapartida, cuanto mayor es el radio de la curva, más espacio ocupa el desvío, y más espacio se necesita para hacer un escape entre dos vías paralelas. Las mejores marcas hacen desvíos con varios radios de curvatura de manera que se puedan escoger los de radio más adecuado para situación.

Otro elemento que podemos encontrar en la mayoría de los fabricantes es el doble cruce o travesía. Es como dos desvíos unidos por la punta, pero con una forma que aprovecha el espacio para ocupar mas o menos lo que un solo desvío normal. No todos los fabricantes hacen el mecanismo de la misma forma, pero en general tiene dos posiciones:

En la primera, se comporta como un cruce, es decir si un tren entra por una vía sale por la opuesta haciendo un trayecto recto. En la segunda posición, el tren sale por el otro extremo pero por la vía del mismo lado haciendo una trayectoria curva. Hay algunos fabricantes que hacen variantes que pueden hacer curva hacia un lado pero no hacia el otro.

El último elemento que encontramos habitualmente son los cruces. En este caso no hay ningún mecanismo, sino que los trenes pasan siempre en linea recta, entrando por una vía y saliendo por la opuesta. Normalmente los fabricantes de vía los hacen con una geometría similar a las travesías, pero también los hay con ángulos diversos, incluso con ángulo de 90º

Algunas pocas marcas hacen algunos elementos más, permitiendo a los modelistas realizar trazados más complejos, lo cual puede permitir un ahorro de espacio o una mayor aproximación a la realidad.

Uno de los más habituales es el desvío triple, que es la unión de dos desvios normales, uno a continuación de otro, pero ocupando menos espacio que dos desvíos normales consecutivos.

Hay todavía algunos elementos más, que podemos encontrar sólo en las mejores marcas de vía.

Uno de los más característicos se denomina tijera o "bretel" y es como un doble escape, tal como se ve en la imagen de la derecha.

Otros elementos que encontramos a veces son desvíos simétricos, más habituales en América que en Europa. Alli les llaman Yee

Que quede claro que aunque la práctica general de todos los modelistas es emplear estos desvíos que podíamos llamar comerciales, no son la solución más perfecta desde el punto de vista de la imitación de la realidad, ya que en el ferrocarril real cada desvío es distinto de los demás, y está construído sobre las vias adoptando la curvatura que deberían tener para respetar el trazado.

Algunas casas de material para modelismo ferroviario, proporcionan material para permitir crear desvíos a medida de cada situación, con lo que se obtiene un resultado muy distinto del que tenemos con desvíos comerciales. En la imagen siguiente podemos ver una imagen de un realismo espectacular de desvíos de escala H0 construidos con material de la empresa Fast Tracks

Todos estos elementos sean comerciales o artesanales, con la excepción de los cruces, necesitan algún dispositivo para posicionar las vías, más concretamente los espadines, en una u otra posición, según se necesite para dirigir los trenes a una u otra vía. En general, sea cual sea la forma de este dispositivo le llamaremos motor de desvío. Hay dos tipos fundamentales de motores de desvío: los que van adosados lateralmente al desvío, y los que se sitúan debajo del tablero, actuando a través de algún taladro o ranura sobre el desvío que está encima. De los adosados al desvío, algunos son fijos, es decir forman parte de la estructura del desvío, y otros son desmontables. Los desmontables en general se venden separadamente, de manera que podemos comprar por un lado el desvío, y dejarlo manual, o acoplarle un motor de otra marca, o moverlo con otro dispositivo.

Algunas veces estos motores desmontables pueden colocarse adosados o bajo tablero, o al menos empotrados a un nivel inferior a la vía.

La mayoría de los motores bajo tablero actúan sobre el desvío mediante una varilla fina (unos 0,5 mm) que atraviesa el tablero por un taladro y se introduce en un taladro previsto en la traviesa móvil que une los espadines. A la izquierda vemos el típico motor bajo tablero con su varilla de accionamiento.

La ventaja de los motores bajo tablero es que no se ven, de modo que el aspecto de la vía es mucho más real. Por el contrario los motores adosados quedan a la vista y resultan irreales, porque aunque los motores reales están sobre el terreno resultan mucho más pequeños que lo que vemos en una maqueta.

De hecho se venden imitaciones no operativas de los motores reales de desvío para usarlos como decoración, cuando se hacen maquetas muy detalladas que por supuesto llevan los auténticos motores ocultos bajo el tablero. Naturalmente los motores bajo tablero exigen una instalación fija, mientras que los adosados permiten una instalación que se monta y desmonta.

Hay algunos tipos de vía con imitación de balasto, en la que los motores de desvío está situados dentro del balasto, así que no se ven, pero tampoco hay que situarlos debajo del tablero. A la izquierda, un motor empotrado e el balasto de un desvío de escala Z de la marca Rokuhan

La gran mayoría de los motores de desvío, ya sean adosados, empotrados en el balasto, o bajo tablero, llevan un mecanismo de doble bobina, que ya se describió en el capítulo de componentes electrónicos. Eso quiere decir que llevan dos bobinas conectadas como se ve en la siguiente imagen.

En este esquema, se representa a la derecha, el motor del desvío rotulado como DESVIO, representado esquemáticamente por dos bobinas B1 y B2. De las dos bobinas se toma un hilo común (en azul en el esquema) y dos hilos, uno para cada bobina, representados en rojo.

En la parte central de la imagen, rotulado como CUADRO tenemos la zona dode se sitúan los elementos que el usuario utiliza para actuar a distancia sobre el desvío, y a la izquierda, rotulado como TRAFO el elemento que proporciona la corriente para actuar sobre el desvío. Por lo tanto entre estas tres zonas puede haber una cierta distancia, y en este esquema, asi como en los siguentes, se representa el cableabo que hay que disponer para manejar estos desvíos desde un cuadro de mando que normalmente está centralizado junto a los controladores de tracción.

En general el transformador con que alimentamos los mecanismos de los desvíos puede ser el mismo que usamos como control de tracción, que suele llevar una salida "auxiliar" o de "accesorios" que proporciona una corriente, normalmente alterna de la tensión apropiada para mover los desviós (16 V. en H0, 12 V en N y 10 V en Z) Pero puede ser cualquier transformador industrial que proporcione la adecuada tensión y tenga capacidad adecuada, siempre y cuando lo montemos con la adecuada protección contra cortocircuitos. En muchos casos, debido a las normas de seguridad que imponen las leyes, es normal que lo que tengamos sea un "adaptador de red" o sea un transformador que se conecta en el enchufe y proporciona ya corriente continua de la tensión adecuada al controlador. En este caso el enchufe de accesorios del controlador proporciona corriente continua, pero esto no tiene importancia en nuestro caso porque los motores de los desvíos funcionan casi exactamente igual con corriente continua o alterna.

Volviendo al esquema, vemos que para manejar este desvío necesitamos dos pulsadores, representados como P1 y P2. Si pulsamos P1 se cierra el circuito y se alimenta la bobina B1, que moverá el desvío en una dirección. Si pulsamos P2 se alimenta la bobina B2 y esto moverá el desvío a la posición contraria.

Casi todas las marcas tienen elementos preparados para manejar así los desvíos, como podemos ver en la figura adjunta correspondiente a la clásica botonera 7072 o 70729 de Märklin. Esta botonera cuenta con cuatro parejas de pulsadores, lo cual permite montar cuatro circuitos para cuatro desvíos de acuerdo con el esquema anterior.

Si el usuario desea hacer un cuadro de mando. con el esquema de vías y sobre él los elementos de mando y señalización, lo apropiado es que utilice un par de pulsadores industriales por cada desvío, para realizar el mismo esquema. en un próximo capitulo se estudia detalladamente el tema de los cuadros de señalización y control.

Sobre este tema hay una cuestión muy importante: Las bobinas de los desvíos no están preparadas para recibir indefinidamente tensión, porque se quemarían. Téngase en cuenta que se pretende hacer una fuerza relativamente grande para que el movimiento del desvío sea seguro y preciso. Para conseguir esto, la intensidad que circula por una de estas bobinas cuando se cierra el circuito puede ser superior a un amperio (en algunos motores de desvío incluso 2 amperios)

Una intensidad de 1 amperio circulando por la bobina bajo 12 voltios de tensión disipa una potencia de 12 Watios que se convierten en calor. Esto hace que en unos pocos segundos (por ejemplo 5 - 10 segundos) el calor producido sea tan grande que la bobina se caliente hasta el punto de que se funde el aislamiento del hilo y se produce un cortocircuito que destruye la bobina. Por este motivo se utilizan pulsadores, ya que de esta forma sólo circula corriente mientras el pulsador está presionado. Pero se confía en la responsabilidad del usuario para que no presione los botones durante demasiado tiempo. Un tiempo de un segundo debe ser suficiente para que el desvío se mueva, y no pone en peligro las bobinas. Una consecuencia de esto es que el transformador que alimente el circuito de mando de los desvíos debe ser capaz de proporcionar 1 o incluso 2 amperios, a pesar de que la mayor parte del tiempo no tiene ninguna demanda. Sin embargo cuando una bobina se activa, si el transformador no es capaz de proporcionar la intensidad requerida, se producirá una bajada de tensión, con lo que el movimiento de los desvíos será débil e incierto. A propósito de esto, la potencia del transformador necesario es independiente del número de desvíos que tengamos que mover con ese transformador. El motivo es que nunca funciona simultáneamente más de un desvío, si acaso dos, así que el transformador no necesita más potencia, por muchos desvíos que tenga la maqueta.

Muchas marcas evitan el peligro de que se quemen las bobinas colocando lo que se llaman microswitches, microinterruptores o finales de carrera, en sus desvíos. Estos microinterruptores, representados por F1 y F2 en la figura de la izquierda están situados dentro del desvío y son movidos mecánicamente por el mecanismo del desvío. El nombre de microinterruptores hace alusión a que se activan con una fuerza mínima, no a su tamaño.

En el esquema adjunto vemos que aunque pulsemos P1 la corriente no llega a B1 porque está abierto el final de carrera F1.

En cambio si pulsamos P2, como F2 está cerrado, llegará la corriente a B2 y se moverá el desvío, pero al hacerlo, cuando el mecanismo se mueva, se abrirá F2 y se cerrará F1. Al abrirse F2 se interrumpe la corriente en la bobina B2 aún cuando mantengamos pulsado P2. De esta forma, la corriente solo actúa sobre la bobina el tiempo necesario para producir el movimiento. Como el fin de carrera F1 ha quedado cerrado, el circuito queda preparado para que al pulsar P1 la corriente circule por B1. El problema de esta solución es que estos microinterruptores, son bastante pequeños y sin embargo tienen que cortar una corriente muy intensa (1 - 2 A) en un circuito que por la presencia de las bobinas es muy inductivo. Como consecuencia de esto se producen chispas que foguean los contactos y a la larga los hacen fallar, y aunque el fallo consiste en que no conducen bien, y no en que no se abran, muchos modelistas tienen problemas con ellos y acaban por puentearlos, con lo que quedan en la situación del primer esquema.

Si contamos con desvíos equipados con finales de carrera, podemos sustituir los dos pulsadores por un único conmutador como en el tercer esquema. Si ponemos un conmutados de un circuito con dos posiciones la situación será la que recoge el esquema.

Este circuito confia en el buen funcionamiento de los finales de carrera, de modo que permanece conectado a una de las dos salidas de forma permanente. En la imagen S1 está en la posición A pero la corriente no circula gracias al final de carrera F1. Si cambiamos el conmutador a B, circulará corriente por B2 hasta que se interrumpa por la apertura de F2, permaneciendo el conmutador en la posición B.

Esta opción es muy apropiada para cuando se monta un panel de mando, porque sólamente hay un conmutador por cada desvío en lugar de dos pulsadores, y además la posición del conmutador indica la posición del desvío. Sin embargo muchos aficionados se muestran desconfiados de utilizar esta solución asegurando que si los espadines se atascan en su movimiento, por ejemplo por el roce del espadín contra el balasto o cualquier cuerpo extraño, el final de carrera no llega a abrirse y la bobina se quedaría alimentada hasta quemarse. En realidad eso depende de como funcionen los finales de carrera. Si los mueve el movimiento de la armadura, se abrirán aunque los espadines se atasquen, ya que la armadura mueve los espadines gracias a un muelle que cederá en este caso. Esa es la construcción habitual, precisamente para garantizar la protección de las bobinas, aunque lo teórico debería ser que la corriente no se cortase hasta tanto el espadín no hubiese llegado efectivamente a su posición final (a su final de carrera).

Otra posibilidad es que el conmutador sea del tipo monoestable con desconexión central Designados como (ON),OFF,(ON). Un conmutador así es completamente equivalente a dos pulsadores, así que tiene las mismas ventajas que el sistema de dos pulsadores, pudiendo usarse con desvíos con o sin fin de carrera. De cara al montaje en un panel mantiene la ventaja de ser un conmutador único, pero como siempre queda en posición central, perdemos la indicación de la posición que tiene el desvío.

Hay un sistema un poco especial, pero que conviene tener en cuenta porque conlleva algunas ventajas. Se trata del sistema denominado de descarga de condensador, y podemos verlo en la figura adjunta. Lo primero que hay que decir es que necesita alimentación de corriente alterna. En la posición mostrada el condensador C2 se carga a través del diodo D2 y la resistencia R1 a la tensión de pico de la corriente alterna.

Supongamos que el conmutador estaba en la posición B, y por lo tanto el condensador C1 cargado, y acabamos de moverlo a la posición A mostrada en la figura.

En ese momento El condensador C1 se descarga a través del diodo D3 atravesando la bobina B1, con lo que ésta se activa y el desvío se mueve. Una vez descargado el condensador queda una corriente residual que circula por R1 y D1 que es insuficiente para que se caliente la bobina. Entretanto el condensador C2 queda cargado. Si volvemos a accionar el conmutador, es ahora el condensador C2 el que se descarga a través del diodo D4 y la bobina B2.

El sistema es intrínsecamente seguro, incluso sin interruptores de final de carrera ya que las bobinas se activan por la corriente de descarga de un condensador que está limitada en el tiempo, asi que nunca pueden quemarse. Otra ventaja es que entre el cuadro y el desvío hay sólamente dos cables, en lugar de los tres de los sistemas anteriores, lo que simplifica el cableado, y además como elemento de mando tenemos un conmutador de dos posiciones que nos sirve como indicación de la posición del desvío. Como contrapartida tenemos la complicación de los elementos electrónicos necesarios, y el hecho de que los condensadores tardan unos segundos (3 o 4) en recargarse, asi que no se pueden hacer dos movimientos inmediatos. Aunque la alimentación es por corriente alterna, la corriente que circula por las bobinas es continua. Otra característica especial de este circuito es que el transformador que lo alimenta puede ser de muy poca potencia, puesto que nunca alimenta directamente las bobinas, sino que se dedica a cargar los condensadores a través de la resistencia R1

Como valores típicos de los componentes, los condesadores C1 y C2 serán de 1000 uF 16 V, la resistencia R1 de 1 K, y los diodos 1N4007

Hasta ahora, hemos hablado sólo de motores de dos bobinas, que son los habituales. Sin embargo, algunas marcas como Rokuhan o Kato, hacen motores de desvío con una sola bobina. En este caso el desvío se alimenta obligatoriamente con corriente continua y se mueve a una u otra posición según la polaridad de la corriente. El último de los circuitos presentados es también apropiado para este tipo de desvíos, con las leves modificaciones que vemos en la figura de la izquierda.


Al poner el conmutador en la posición A se descarga el condesador C1 asi que la corriente que llega al desvío tiene el polo positivo en el hilo rojo y el negativo en el azul. Si lo ponemos en la posición B, el polo positivo llega por el hilo azul y el negativo por el rojo, procedente del condensador C2.

Hay otra forma de manejar estos desvíos de una sola bobina, que requiere la utilización de un conmutador doble de tres posiciones monoestable (DPDT (ON),OFF,(ON)) .

Cuando el conmutador se mueve a la posición A, el polo positivo se une al terminal rojo de la bobina, y el negativo al terminal azul.

Cuando el conmutador se mueve a la posición B, el positivo se conecta al azul. y el negativo al rojo. En ambos casos se trata de contactos momentáneos que cesan al volver automáticamente el conmutador al punto medio.

Esta forma de funcionar requiere una fuente de alimentación de corriente continua, tal como se ha representado en la imagen Es la forma standard de manejo de sus vesvíos que proporcionan Kato y Rokuhan

Como ya hemos dicho, los fabricantes suelen proporcionar botoneras para manejar los desvíos, pero esto no es muy práctico porque tener una serie de botoneras alineadas no da ninguna idea de qué desvío se mueve con cada botón. Una ayuda es escribir sobre las botoneras un número o referencia que hace referencia al desvío que manejan, pero aún así hay que saberse de memoria qué número tiene cada desvío. Es mucho más práctico tener un cuadro esquemático que representa el trazado de las vías, y sobre este esquema colocar los mandos que actúan sobre los desvíos. También se pueden colocar otros elementos de control y señalización de forma que se tiene una funcionalidad semejante a la que se tiene en los puestos de mando del tren real.

La construcción de estos cuadros de mando es otra actividad más dentro de la construcción de una maqueta de trenes, y muchos aficionados hacen verdaderos alardes. Vease a la izquierda de estas líneas una parte de un cuadro de control Como vemos sobre un trazado muy esquemático, se han situado conmutadores que actúan sobre los desvíos, y otros conmutadores sobre los apartaderos para dar o quitar corriente a cada vía. También vemos que se han colocado indicadores luminosos que indican la posición de los desvíos y también vemos reproducción de señales luminosas, un mando para puente giratorio, etc. La forma de proyectar estos cuadros de mando se verá en un capítulo posterior.

Aunque en algunos de los casos que hemos comentado antes, la posición de la palanca del conmutador indica la posición del desvío, en otros casos, sobre todo si utilizamos conmutadores con posición de reposo central, necesitamos alguna indicación para saber la posición de cada desvío.

Si tenemos pulsadores y desvíos con finales de carrera podemos fácilmente poner unos leds en la forma que vemos en el esquema adjunto.

Como se ve, los leds reciben alimentación de la misma fuente que los desvíos mediante el cable verde, y la corriente que los atraviesa retorna a la fuente a través de las bobinas. La resistencia R1 limita la corriente a un valor muy bajo que no produce ningún efecto en la bobina, pero es suficiente para encender el led. En la situación del dibujo, se encenderá L2, pero no L1 porque el final de carrera F1 está abierto y por tanto no puede haber retorno para el led L1.

Queda claro que esto sólo funciona con desvíos con interruptores de final de carrera. Si el desvío no los tiene se encenderán ambos leds, asi que el sistema no vale para ellos. Podemos utilizar este sistema para señalizar la posición de los desvíos en un cuadro de control, poniendo un par de leds de distinto color en cada desvío conectados como en el esquema. También puede ser una buena idea poner un led bicolor que se conectaría exactamente igual, y que se encendería en rojo o en verde según la posición del desvío.

Marklin ha utilizado el mismo sistema en una botonera especial ( Referencia: 72710 ) que también lleva leds y que debe utilizar ese mismo principio ya que se avisa que solo vale para los desvíos con final de carrera.

Pero nos queda justamente el caso más habitual, es decir el de desvíos sin finales de carrera (o con estos puenteados). El problema es que de los pulsadores en adelante, no hay ninguna tensión que nos pueda permitir obtener información de la posición del correspondiente desvío.

De hecho, como actuamos mediante un pulsador o un conmutador con retorno al centro, una vez que dejamos de actuar sobre el botón o la palanca del conmutador, todo vuelve a la posición de reposo y no hay nada en todo el circuito que pueda identificar en qué posición está ahora el desvío

Esto, que parece una tontería, es realmente difícil de resolver, porque dado que no hay nada que indique la posición en todo momento, necesitamos un elemento que recuerde cuál fue el último movimiento, es decir un elemento que actúe como memoria, ya sea mecánica o electrónica. Una solución es poner un relé biestable en paralelo con el desvío como el R1 de la imagen adjunta. Así cada vez que se mueve el desvío se moverá también el relé, y permanecerá en la posición correspondiente al último movimiento haciendo así la función de memoria, en este caso mecánica, de modo que podemos usar un conmutador del relé para alimentar uno u otro de los dos leds L1 y L2 del esquema.

Otra solución es desde luego utilizar una memoria electrónica, lo que requiere un circuito electrónico con algunos componentes que activen esa memoria y obtengan la señal para encender los leds de señalización.

Si la alimentacion de los motores de desvío es en alterna, hay que tener cuidado porque algunos relés biestables necesitan alimentación en continua. Si ese es el caso, o bién se pasa a manejar los desvios en continua, o bien se introduce un diodo en el hilo común de las bobinas del relé para que la alimentación de éste sea continua.

Existen circuitos electrónicos con memoria para señalizar desvíos que resuelven esta cuestión completamente, incluso manteniendo en memoria la posición de los desvíos aunque cortemos su alimentación al apagar la maqueta.

Evidentemente esta solución siempre es válida, ya que sea cual sea la forma de mover el desvío si ponemos un relé biestable de dos bobinas en paralelo con las dos bobinas del motor, el relé se moverá sincronizadamente con el desvío, y podemos hacer con los contactos del relé lo que nos convenga, entre otras cosas encender y apagar leds de señalización. Asimismo los circuitos electrónicos con memoria no solamente proporcionan la señal para encender los leds de señalización sino que tienen también salidas para conectar relés.

Muchas veces en foros de modelismo se pregunta cual es la forma de sincronizar una señal luminosa, o un semáforo con el movimiento de un desvío. La verdad es que en pura teoría de la explotación ferroviaria no tiene sentido un semáforo que se mueva de forma sincronizada con un desvío, pero muchos aficionados parecen desear esa función. Bueno, pues la solución es precisamente ésta. Colocando un relé biestable en paralelo con el motor del desvío o un circuito con memoria que controle un relé, y conectando las luces de la señal luminosa a los conmutadores del relé, se consigue que las luces de la señal cambien según la posición del desvío. Por cierto que este relé se requiere solamente si lo que queremos activar en paralelo con el desvío es una señal luminosa. Si fuese una señal mecánica, como éstas se mueven por impulsos como los desvios, basta conectar la señal en paralelo con el desvío.

Por cierto que en el caso de los motores de desvío de una sola bobina que antes mencionábamos, se puede poner en paralelo un relé biestable de una bobina que se moverá también en paralelo con el desvío y permitirá hacer la señalización, también en este tipo de desvíos.

La solución de situar un relé biestable en paralelo con el motor del desvío o un circuito electrónico que memorice la situación, es muchas veces muy práctica por varios motivos. Ya hemos visto la señalización en el cuadro y la posibilidad de manejar una señal luminosa sincronizada. Hay otra función muy importante que nos permite la presencia de este relé: En el caso de que se utilicen desvíos con corazón polarizado (electrofrog) hay que conseguir que al cambiar la posición del desvío, se alimente el corazón del desvío con una u otra polaridad de la corriente de tracción.

La presencia de este relé en el desvío permite realizar esta conmutación de una forma simple y automática. La imagen adjunta, procedente de Proto 87 , se puede ver en animación pulsando sobre ella, y presenta el funcionamiento de un relé sincronizado con el motor del desvío para cambiar la polaridad del corazón. El cilindro verde en la parte inferior representa el motor del desvío y la caja verde representa el relé sincronizado con él.

Antes comenté que los desvíos equipados con motor de bobinas funcionan igual con corriente alterna que con corriente continua. A lo mejor hay quien pensaba que un solenoide que conectamos a corriente continua, atrae el núcleo si la corriente circula en un sentido, porque se forma un imán con un polo norte y un polo sur, y si lo conectamos al revés y circula corriente en el sentido contrario rechaza el núcleo porque los polos norte y sur se han invertido, y ya sabemos aquello de que polos de igual signo se repelen y polos de distinto signo se atraen. De manera que circulando la corriente en un sentido atraería el núcleo y circulando en el contrario lo repelería. Bueno, pues no es así. Lo sería si el núcleo fuese un imán con sus propios polos magnéticos y entonces funcionaría lo de que se movería de modo que los polos del imán del núcleo y los de la bobina se atraen o se repelen según su signo. Pero el núcleo de un solenoide no es un imán y no tiene polos, así que no funciona de ese modo, sino más bien como un imán, que siempre atrae una pieza de hierro, nunca la rechaza. Para ver una explicación detallada del funcionamiento de un motor de bobinas véase este artículo: Bobina

Así que da igual que la corriente circule en un sentido o en otro, de manera que aunque alimentemos los motores de los desvíos con corriente continua, no tenemos que preocuparnos de cuál es el positivo y cual el negativo. Siempre el núcleo resulta atraído. Además si la corriente es alterna, sabemos que cambia continuamente de sentido, pero por la misma razón el núcleo siempre es atraído, así que en principio da igual que usemos alterna o continua y da igual la polaridad de la continua, porque el núcleo siempre es atraído por la bobina y el desvío funciona casi igual.

¿Casi? ¿porqué "casi"? Bueno: hay una pequeña diferencia: Con corriente continua, una vez que se establece el campo magnético, éste permanece constante, de manera que la fuerza que actúa sobre el núcleo es constante. Sin embargo, con corriente alterna, el campo cambia de signo 50 veces por segundo y por lo tanto pasa por cero 100 veces por segundo. Esto hace que la fuerza que atrae el núcleo fluctúe con una frecuencia de 100 Hz. Así que bajo esa fuerza fluctuante, el núcleo y los elementos mecánicos unidos a él, empiezan a vibrar con una frecuencia de 100 Hz produciendo el clásico sonido de chicharra que se produce con los desvíos alimentados con corriente alterna.

Tradicionalmente los "Transformadores para trenes" proporcionan una corriente alterna llamada muchas veces "Auxiliar" o "De accesorios" que se utiliza para los desvíos. Pero, ¿porqué alterna? ¿Les gusta a los fabricantes machacar el oído de los aficionados con el chicharreo de los desvíos?: De entrada porque es más barato. En un transformador clásico producimos corriente alterna, que luego, si el tren es de corriente continua hay que rectificar. Pero los elementos para rectificar la corriente son caros (o al menos más caros que no ponerlos) de manera que sólo se rectifica la corriente de tracción, dejando la auxiliar en alterna.

La explicación es incluso algo más sutil: La corriente de tracción, continua en su caso, se utiliza para mover las locomotoras que tienen un consumo más o menos constante, por ejemplo del orden de 500 mA para escala N. Luego si el transformador va a alimentar una sola locomotora, es suficiente con poner un rectificador para 500 mA. Si en ese mismo transformador conectamos desvíos, en la salida de alterna, la situación es la contraria. El consumo aquí es constantemente nulo, salvo en el momento en que activamos un desvío, pero cuando lo hacemos, la bobina de un solo desvío puede llegar a consumir 2 Amperios y si se están moviendo, por ejemplo dos desvíos en paralelo, en ese momento, solo en ese momento, que durará, menos de un segundo, el transformador debe entregar por ejemplo 4 Amperios.

Si la corriente fuese continua, el rectificador debería aguantar 4 Amperios, cuando la inmensa mayor parte del tiempo solo se está usando para rectificar los 500 mA que requiere la tracción. Así que sería un rectificador mucho más caro, sólo para un uso mínimo. Esa es la razón de que los fabricantes no sean muy favorables a que los desvíos se muevan con corriente continua.

Algunos aficionados, cansados de tanta música, optan por alimentar sus desvíos con una fuente de alimentación de continua, pero claro, una fuente de continua capaz de dar 4 o 5 amperios es cara, y estamos infrautilizándola, porque sólo la usamos de vez en cuando durante fracciones de segundo.

¿Y si la ponemos de menos potencia? Al fin y al cabo, como la utilización es tan baja, en sólo unas décimas de segundo no se va a quemar. Correcto, así es. Pero lo que pasa es que si por ejemplo a una fuente de continua de poca potencia, por ejemplo de 200 mA le conectamos unas bobinas que demandan 2 Amperios, es posible que no se estropee, si efectivamente el tiempo de activación es muy corto, pero seguro que la tensión decae muy por debajo de su valor nominal, con lo cual es posible que los motores de los desvíos se muevan de modo vacilante, obligándonos a presionar los pulsadores durante más tiempo, aumentando así el peligro de estropear la fuente o de quemar las bobinas. Y para más desdicha, cuando la fuente decae de su valor nominal, normalmente aumenta mucho el rizado de modo que ¡El motor del desvío chicharrea casi como si estuviera alimentado por alterna! Muchos aficionados ponen una fuente continua insuficiente para sus desvíos y se quejan de que siguen sonando. ¡esto es lo que les pasa!

Así que parece que la única solución es poner un gran transformador, o una fuente conmutada capaz de darnos 4 o 5 amperios, aún sabiendo que estamos desperdiciando su capacidad. Por otra parte un elemento capaz de entregar 5 amperios durante un tiempo indefinido es justo lo que se necesita para quemar una bobina de desvío con la mayor facilidad.

Bueno, afortunadamente hay una solución alternativa: Lo que se llama una unidad de descarga capacitiva o CDU , como la de Peco que vemos a la izquierda. El hecho de traer aquí esta unidad de la marca Peco, es intencionado porque precisamente los motores de desvío de PECO, y especialmente los de tipo bajo tablero, PL-10, tienen fama entre los aficionados de ser verdaderos devoradores de Amperios.

Conocedor de esta circunstancia, Peco ha sacado al mercado otro modelo menos ansioso, y desde luego también la unidad de descarga que recoge la figura.

Realmente, una unidad de descarga así, aislada, no es mas que un gran condensador (por lo menos 10000 microFaradios) que se conecta en paralelo con la línea que alimenta los desvíos. Naturalmente esto implica que se use corriente continua, y lo que ocurre es que el condensador, queda cargado a la tensión de la línea, normalmente 12 o 16 Voltios.

La imagen de la derecha muestra una CDU de construcción artesanal. Puede verse todo el detalle en el enlace siguiente: CDU

Si en estas condiciones, accionamos el pulsador de un desvío, la línea alimenta la bobina del motor del desvío, pero como el condensador está en paralelo con la línea, se produce la descarga del condensador a través de la bobina. Esto produce un impulso de corriente de corta duración pero de muy alta intensidad. Esto es justamente lo que necesitamos para conseguir que se mueva cualquier desvío, por mucha intensidad que requiera.

Además hay que considerar que la mayoría de la corriente que alimenta la bobina del desvío, procede de la descarga del condensador, y no de la fuente de alimentación, de modo que esta fuente puede ser realmente pequeña, y por lo tanto barata. 200 mA por ejemplo. Realmente la fuente de alimentación trabaja cargando el condensador durante uno o dos segundos después de que el desvío ya se ha movido, así que su potencia no es importante para conseguir mover el desvío.

Hay además una ventaja adicional: si por el motivo que sea, por ejemplo si se mantiene pulsado el botón del desvío durante mucho tiempo, como ya se ha descargado totalmente el condensador, la corriente que circula por la bobina, procede, ahora si, de la fuente de alimentación. Como ésta es pequeña la corriente que circula por la bobina será baja, por ejemplo 200 mA , con lo cual, disminuimos de forma drástica el peligro de que la bobina se queme.

Así que las unidades de descarga son una buena solución para asegurarnos de que nuestros desvíos se van a mover con seguridad y sin fallos. Quizá la única pega es que complican un poco el cableado al tener que utilizar estos aparatos adicionalmente a la correspondiente fuente de alimentación.

En todos los casos que hemos tratado hasta ahora hemos considerado el caso de los motores de bobinas, ya que son universalmente empleados por todas las marcas en todas las escalas. Sin embargo los más expertos maquetistas opinan que el movimiento que produce un motor de bobinas es muy seco y ruidoso, prefieren algún sistema para mover los desvíos que produzca un movimiento lento, más realista. Hay realizaciones artesanales a base de pequeños motores, pero una de las soluciones más operativas es utilizar servomotores de los utilizados en modelismo de radiocontrol. Estos servos se utilizan de forma universal en aviones coches, barcos y helicópteros manejados por radio así que hay una gran variedad de estos elementos en las tiendas de modelismo.

El problema es que el radiocontrol y el modelismo ferroviario son dos mundos de tecnología muy alejada así que hay que hacer adaptaciones para utilizar los servos como motores de desvío. Un servo recibe alimentación constante de 5 V y además recibe también constantemente una señal de control que es parecida a una señal PWM en la que el ancho de pulso establece la posición de la leva del servo. Coordinar esto con la tecnología de los trenes en la que los desvíos se mueven al recibir un pulso de tensión de 12 voltios no es fácil.

La solución pasa por construir un circuito electrónico denominado driver de servo, que reacciona a los impulsos de 12 voltios y genera la señal de control para el servo. En la imagen adjunta vemos un servo (el elemento azul de la parte frontal) montado debajo de un tablero (la imagen está tomada desde debajo del tablero, mirando hacia arriba) y con el circuito de driver de servo montado detrás, todo ello en un soporte atornillado a la parte inferior del tablero.

En la parte delantera se ve, unida a la leva del servo, una fina varilla de acero que atraviesa la ranura efectuada en el tablero, y que será la que actúe sobre el desvío, situado encima.

Los tres cables rojo, verde y gris corresponden a los tres cables de un motor de bobinas normal, asi que por aquí llegan las órdenes con tecnología de trenes. Los cables rojo y negro son una alimentación de 5 V para alimentar el motor del servo, y el driver, y el cable triple blanco rojo negro es el que une el servo al driver.

Este driver de servo de fabricación artesanal dispone de un relé biestable que permite utilizar uno de los conmutadores para el propósito que desee el usuario, como puede ser la polarización del corazón del desvío, para señalización en un cuadro, etc

Hay también algunos elementos comerciales de motores de desvío que no utilizan bobinas sino motores eléctricos con la ventaja que producen movimiento lento de los espadines. Por ejemplo los Conrad o el modelo Viessman 4554

Todo lo visto hasta ahora, han sido diversas maneras de mover los desvíos y otros aparatos de vía, pero siempre hemos estado considerando que en definitiva utilizamos un mando para mover individualmente cada desvío. Sin embargo, a veces esto es poco práctico, porque por ejemplo si tenemos que hacer pasar un tren por una zona con bastantes desvíos, hay que asegurarse de si todos los que el tren va a recorrer, están en la posición correcta para el recorrido previsto, y si no es así, habrá que actuar sobre el mando manual de cada desvío que haya que mover. Esta operación lleva un cierto tiempo y está sujeta a errores

Una forma de mejorar esta situación es establecer un automatismo basado en el destino del tren. Es decir si por ejemplo queremos que el tren llegue a un apartadero determinado, tendremos un botón que al pulsarlo hace que todos los desvíos necesarios para llevar el tren a ese punto, se muevan a la vez y queden en la posición adecuada. Es decir la operación se ha vuelto instantánea y está libre de cualquier posible error. Análogamente podemos tener otros botones distintos que, cada uno de ellos, al ser pulsado mueve los desvíos que llevan a otros destinos.La operación de mover todos los desvíos para llevar el tren a un punto determinado se denomina en técnica ferroviaria "crear el itinerario" a ese punto

En la imagen adjunta vemos una forma de conseguir esto, mediante la técnica llamada "matriz de diodos" .

En el recuadro pequeño vemos que este esquema corresponde al trazado de vía representado, que contiene tres desvíos , numerados del 1 al 3 y cuatro "destinos" nombrados con las letras A B C y D.

En el esquema eléctrico vemos que tenemos cuatro pulsadores rotulados A B C y D y los tres motores de desvíos, 1, 2 y 3 que corresponden a los tres desvíos del trazado. (los motores de desvío se han esquematizado con un recuadro

que contiene en su interior el esquema de las dos bobinas, representadas por rectángulos negros y de ellas salen los tres cables típicos de todos los desvíos, el común, dibujado en negro y los dos de mando dibujados uno en verde y el otro en naranja) Estos cables se han marcado con las indicaciones I y D indicando cuál activa el desvío hacia la izquierda y cuál hacia la derecha, indiferentemente de si la izquierda y la derecha corresponden a la posición recta o a la desviada.

El esquema eléctrico representado indica que lo que hay que hacer es unir cada botón que corresponda a un itinerario con cada uno de los desvíos por los que debe pasar el tren, uniendo el terminal izquierdo o derecho del desvío, según la posición que deba adoptar el desvío. Antes de hacer esa unión hay que poner un diodo (1N4007 o similar) en el final del cable, con el cátodo dirigido hacia el desvío.

Si más de un itinerario hacen que se necesite un nuevo cable a un terminal que ya está utilizado, se unirán ambos cables en paralelo por detrás del diodo.

Con esta regla el sistema funciona siempre, para cualquier número de desvíos y para cualquier número de destinos

Sin embargo este sistema tiene un problema: como los desvíos se mueven al unísono, al presionar el correspondiente botón, toda la corriente para el movimiento de todos esos desvíos pasa sumada por el interruptor que activa el botón. de manera que si por ejemplo cada desvío consume 0,8 Amperios y en un itinerario determinado se mueven cuatro desvíos, el interruptor de ese itinerario tiene que soportar una intensidad de 3,2 Amperios. Por lo tanto hay que ver cuánto consume un desvío, cuántos se van a mover simultáneamente, y comprobar si el pulsador con el que lo vamos a activar resiste esa intensidad y si la fuente de alimentación de la que se alimentan los desvíos soporta esa carga.

Es muy conveniente usar una CDU como fuente de alimentación para estos sistemas, pero eso no elimina el problema de la fuerte intensidad que debe soportar el interruptor. Si además queremos automatizar el sistema, para que sean los propios trenes los que activen su itinerario, hay que considerar que ninguno de los sensores de vía, ya sean Reed o Hall o incluso vías de contacto soportará esas intensidades.

Hay sistemas para evitar estas fuertes intensidades, pero antes de abordarlo, vamos a ver otro ejemplo de automatismo:

La figura anterior contiene un esquema del automatismo que produce lo que suele llamarse una "estación de intercambio¨ Lo que se pretende es que en una vía, como la representada por la linea negra central, en la que se circula de izquierda a derecha, tengamos un punto en el que la vía se desdobla en vía V1 y vía V2 madiante los desvíos D1 y D2.

Ambas vías, tienen cerca de su final, dos tramos de parada T1 y T2 conseguidos de forma análoga a lo que hacíamos para los bloqueos automáticos, es decir seccionamos un carril (normalmente el derecho) en dos puntos tales como los marcados con C en el esquema. Los trenes por tanto se pararán en cada una de las vías a no ser que el tramo de parada correspondiente reciba alimentación por uno de los cables de color rojo, que vienen del relé RL1.

Justo antes de cada tramo de parada tenemos dos sensores de paso representados por P1 y P2 . Como siempre pueden tratarse de sensores Reed, sensores Hall, Vías de contacto, etc

También tenemos un relé biestable V23079-B1203-B301 que es accionado por los sensores de paso y actúa conmutando cual de los dos tramos de parada recibe corriente

Supongamos que en la vía V1 tenemos un tren parado, puesto que T1 no tiene alimentación, ya que su cable rojo se conecta al terminal 5 del relé, el cual está abierto. El Desvio D1 lo suponemos en posición recta-

Si en estas condiciones llega un segundo tren por D1, entrará a la vía V2, pero al llegar al sensor P2, lo activa, lo cual hace dos cosas simultáneamente (cable azul claro): Activa la bobina izquierda del relé biestable con lo cual el tramo T1 pasará a tener corriente, y el tramo T2 pasará a estar aislado, y además activa el motor del desvío D1 pasándolo a la posición desviada. (Adviértase que entre el desvío D1 y el sensor P2, debe caber el tren completo, para que el movimiento del desvío se produzca solo cuando el tren ya lo haya rebasado)

Como consecuencia, el tren que estaba parado en la vía V1 al tener ahora tensión el tramo T1, arrancará y saldrá de la estación, dejando libre la via V1. Asímismo el tren que acaba de entrar por la via V2, al llegar al tramo de parada T2 se detendrá porque la alimentación de ese tramo está cortada.

Como se puede ver, se ha intercambiado un tren por otro, y de ahí lo de estación de intercambio. Nótese que el desvío D1 ha quedado apuntado hacia la vía V1, de manera que cuando un próximo tren llege a D1, se irá por la vía V1, pasara sobre P1 y eso hará que el tren que había quedado en la vía V2 salga de la estación, quedando el que ha llegado parado en la vía V1.

Esto así explicado, parece perfecto, y de hecho este truco se utilza mucho, no solo para hacerlo en una estación a la vista, sino muchas veces para simular que un tren que se introduce en un túnel del cual saldría inmediatamente por el otro extremo, en vez de eso, "desaparece" de la maqueta, y el que sale por el otro extremo es otro tren, asi que parece que el primer tren se ha ido "lejos" y el segundo viene de "lejos".

Se ha explicado con detalle este tipo de estación automática que es el más sencillo, pero existen trucos parecidos ligeramente más complicados. Uno es la estación de cruce, que es análogo al anterior pero cada tren viene por un lado distinto, o sea que si el primer tren llega por la izquierda, se detiene el la estación y simultáneamente arranca otro tren que estaba parado en la otra vía pero en sentido contrario, saliendo hacia la izquierda.

Otra posibilidad es que en vez de dos vías tengamos un número mayor de vías paralelas, con un tren estacionado en cada una, y cuando un tren entra en la única vía libre, arranca el de la vía siguiente, dejando esa vía libre, y asi hasta llegar a la última, y entonces el tren que arranca es el de la primera, y así sucesivamente.

Sin embargo en todos estos casos tenemos un problema común que no es otro que el ya comentado anteriormente con el automatismo para itinerarios. En todos estos casos se produce que tenemos uno o más motores de desvío,( y en algún caso un relé además) que se activan por medio de un sensor de vía al paso de los trenes. El problema es que un sensor de vía por ejemplo de tipo Hall solo resiste 25 mA y un sensor Reed puede llegar a 200 mA, pero un solo desvío, dependiendo del tipo puede consumir fácilmente 500 mA y los hay que consumen 1500 mA. O sea que no podemos manejar esos circuitos con ese tipo de sensores.

La solución es realmente sencilla, recurriendo a la electrónica. Existe un circuito integrado con denominación ULN2804 que es realmente un conjunto de ocho "amplificadores de corriente" (Técnicamente pares Darlington) o sea que recibiendo una intensidad muy baja por cada una de sus entradas, produce una intensidad mucho más alta (como mil veces más alta!) por la salida correspondiente.

Cada uno de estos ocho amplificadores puede proporcionar una salida constante de hasta 500 mA , pero lo bueno es que pueden agruparse en paralelo, con lo que tendremos 1 A, 1,5A.....

La imagen siguiente, tomada de un programa de simulación presenta este circuito en el que se han creado dos grupos de cuatro amplificadores cada uno y se ha simulado un circuito con dos pulsadores A y B que activan cada uno un grupo. En la salida se ha puesto una simulación de desvío de potencia muy alta (5 ohm de resistencia de cada bobina) y se ha cerrado el pulsador A para medir las intensidades. Vemos que por el pulsador A circulan 1,19999 miliamperios, es decir prácticamente 1,2 mA mientras que por la bobina del desvío circulan exactamente 1.2 Amperios, cumpliendo la relación de uno a mil que decíamos.

El circuito valdría incluso para un desvío o un conjunto de desvíos de mayor potencia, ya que si cada amplificador resiste 500 mA, con los grupos de cuatro podríamos manejar hasta 2 amperios (y nada impide utilizar dos chips ULN2804 si con uno no tenemos bastante)

Por supuesto, los sensores pueden ahora ser de cualquier tipo ya que la intensidad que deben soportar es mínima.

Obsérvese una cosa: El circuito ULN2804 tiene una conexión llamada COM por donde alimentamos la corriente que va a circular por los desvíos. Como se observa la tensión a la que está conectada son 18 V mientras que la parte de entrada está conectada a Vcc de 12 voltios. Esto quiere decir que ambas partes está separadas y por lo tanto una no afecta a la otra. Aquí la parte de potencia se ha llamado CDU y tiene un valor de 18 Voltios. Esto es porque si se utiliza una CDU para mover esos potentes (o numerosos) desvíos lo adecuado sería utilizar una CDU y la tensión inicial de un impulso de una CDU es de unos 18 voltios.

Lo anterior ha sido un ejemplo de cómo un poquito de electrónica puede ayudar a resolver un problema que tiene mala solución por otros medios. Con un poquito más se pueden conseguir además otras prestaciones interesantes. Si al circuito anterior le añadimos otro chip, concretamente un circuito latch CD4043, podemos conseguir que se iluminen unos leds y permanezcan encendidos cada vez que activamos uno de los canales del ULN2804. Con eso hemos resuelto el tema de cómo conseguir la señalización por leds en un cuadro de mandos con toda facilidad.

Y es más, si las entradas en lugar de ser directas, las hacemos a través de un tercer chip de puertas lógicas OR podremos tener más de una entrada independiente para activar cada canal, sin que unas se influyan en otras. De esta forma evitamos el problema que comentábamos al hablar de los circuitos de acantonamiento, que si movemos manualmente uno de los relés se transmite la orden a los relés enlazados anterior y posterior.

Ahora que ya hemos visto algunos ejemplos de automatismos que pueden mover desvíos, surge un tema que no se ha comentado: Al ver los diferentes sistemas de mando de desvíos, podría parecer que los sistemas que utilizan conmutadores de dos posiciones estables son mejores, porque no hay más que mirar la posición de la palanca para saber la posición del desvío, y por lo tanto son innecesarios los leds de señalización, con lo que nos podemos ahorrar los mecanismos para encenderlos.

Pero hay una cuestión: ¿que pasa cuando el desvío se mueve automáticamente? Imaginemos el desvío de entrada de la estación de intercambio. Cada vez que un tren entra, y activa uno de los sensores, el desvío se mueve solo a la posición opuesta de la que tenía. Si este desvío tiene un mando, no podemos pensar que el conmutador se mueva solo de una posición a otra, así que lo adecuado es que el conmutador permanezca en la posición neutra, y que la situación del desvío se indique por los leds de señalización, que estos si que se puede conseguir que se enciendan y apaguen según la posición del desvío en cada momento tal como hemos visto antes.

Hay todavia un tercer problema que es el siguiente: Imaginemos que queremos poder manejar con un mando manual el desvío D1 de la estación de intercambio. Habría que poner un par de pulsadores o un conmutador momentáneo que conecte la correspondientes conexiones de mando del desvío al negativo de la fuente de alimentación. Pero resulta que en el circuito que hemos dibujado las conexiones del desvío están también unidas a las del relé, con lo cual también se moverá el relé. Así que no podemos conseguir que se mueva solamente el desvío (o solamente el relé)

La solución a todos estos problemas tiene algo más que un poquito de electrónica y se denomina driver de desvios, A la izquierda vemos la imagen de uno de estos elementos

Este dispositivo está previsto para dos desvíos, y para cada uno de ellos puede proporcionar impulsos de 1 Amperio de tensión constante (o picos de hasta 3 Amperios provenientes de una CDU) . Todo ello con una señal de entrada del orden de miliamperios. También proporciona salidas para conectar directamente leds de señalización de la posición del desvio.

Por último, cada movimiento del desvio , se puede activar con dos entradas independientes (desacopladas) de forma que si como en el caso anterior una de ellas está en paralelo con el mando de un relé (o de otro desvío u otro u otros aparatos) podemos utilizar la segunda entrada, y con ella solo se activará el desvío y no los otros aparatos.

Y en el mundo digital, ¿qué diferencias tenemos? La verdad es que pocas, porque realmente los desvíos que se utilizan son exactamente los mismos, con sus motores de dos bobinas, y por lo tanto se trata de dispositivos completamente analógicos. Eso si, en lugar de moverlos a base de pulsadores y conmutadores, podemos moverlos a través de órdenes digitales provenientes de una central digital. La forma de hacerlo es utilizar un decoder de accesorios que es un elemento que se conecta a la salida digital de la central (directamente o a través de la vía)

El decoder de accesorios tiene su propia dirección, como una locomotora, y recibe la señal digital común a todas las locomotoras y todos los decodeders de accesorios, pero solo actúa con los mensajes dirigidos a su dirección. La respuesta consiste en enviar un impulso de tensión a los motores de desvío conectados a sus terminales, iguales a los que enviamos con los pulsadores de los circuitos descritos anteriormente.

En la programación del decoder se puede ajustar la duración de los impulsos, para poder adaptarnos a desvíos que resulten más o menos perezosos.

Normalmente los decoders de accesosios se agrupan en elementos de cuatro u ocho direcciones consecutivas y que pueden por lo tanto mover cuatro u ocho desvíos de direcciones contiguas.

En la imagen sobre estas líneas el decoder de accesorios "k 83" de Märklin.

La conexión de estos elementos puede ser tan simple como lo refleja la imagen de la derecha, La central alimenta la vía con la señal digital a través de los hilos azul y rojo, y esta misma señal se toma en el decoder desde la vía. Los tres hilos del desvío, se conectan a una de las salidas del decoder de accesorios. Tanto el k 83 como el 5211 de Viessmann, representado en la figura derecha tienen conexiones para cuatro desvíos

Incluso hay decoders para desvíos de vía tipo C que se alojan bajo la imitación de balasto junto al propio motor del desvío, así que queda todo oculto y conectado sin necesidad de ningún cableado . Esto es lo que se vende como una de las grandes ventajas del sistema digital: la simplificación del cableado. Sin embargo, la realidad es un poco diferente: Ya hemos dicho que los motores de desvío consumen una gran cantidad de corriente aunque por un tiempo pequeño.También hemos dicho que la transmisión de la corriente digital por las vías es problemática, hasta el punto de que se recomienda repetir la conexión de alimentación cada metro o metro y medio aproximadamente.

Si introducimos un montaje como el de la figura, que introduce por toda la vía elementos que en determinados momentos dan un gran tirón de consumo, no hacemos más que multiplicar los problemas. Así que la mayoría de los maquetistas prefieren alimentar directamente los decodificadores de accesorios directamente desde la central, o incluso desde un booster específico para esta función.

Esta última solución es buena pero cara, así que algunos fabricantes como por ejemplo Viessmann hacen una interesante variación, permitiendo que los decoders reciban alimentación no digital desde un transformador independiente tal como se ve en la imagen sobre estas líneas. De esta forma la potencia necesaria para mover los desvíos se toma de esta alimentación independiente, sin sobrecargar la central con sobreintensidades bruscas. Pero claro, ¿que fué de aquello de la simplificación del cableado?

Por supuesto estos decoders, no sólamente actúan sobre los motores de los desvíos, sino sobre cualquier otro elemento con motor de bobinas, así que pueden mover por ejemplo semáforos mecánicos , desenganchadores, etc. Y por supuesto relés biestables de dos bobinas.

Existen también decoders de accesorios para iluminación, que Marklin denomina K 84. La diferencia es que en vez de producir un impulso de corta duración, mantienen indefinidamente la corriente de salida, asi que podemos usarlos por ejemplo para conectar una señal luminosa. Con cada orden recibida desde la central, la corriente sale por una u otra salida de las dos que tiene cada decoder, De esta forma las luces de la señal cambiarán, y permanecerán encendidas indefinidamente.

Otra cosa que muchos aficionados cuestionan, es si resulta interesante manejar por control digital los desvios. Ya hemos dicho que el control digital de las locomotoras permite el manejo simultáneo varias locomotoras en el mismo circuito, lo cual aporta una ventaja indiscutible respecto del sistema analógico. Sin embargo el manejo digital de los desvíos no aporta ninguna ventaja de importancia. Ya sea por mando digital o analógico el usuario debe decidir que desvío mover y dar manualmente la orden para hacerlo, así que como mucho, la ventaja del mando digital podría estar en un cableado mas simple, y por supuesto a costa de un coste bastante más alto.

Hay una diferencia importante entre dos tipos de centrales digitales. Las que tienen una pantalla capaz de representar un esquema de vías (o se conectan a un teléfono móvil o a una tablet) donde se representan los desvíos y si la pantalla es táctil, actuar sobre ellos, si que resultan prácticas, puesto que aportan las mismas ventajas de los cuadros de mando analógicos con el esquema de vías: En ambos casos tenemos una representación visual del estado de cada desvío, e identificamos de qué desvío se trata, por su posición en el esquema.

Pero en las centrales más sencillas, al estilo multimaus (en la imagen) tenemos que marcar la dirección del desvío y luego dar la orden de moverlo, lo cual no sólo requiere unas cuantas pulsaciones sino saberse de memoria la identificación de cada desvío. O sea volvemos al mismo problema que teníamos con las botoneras analógicas.

Existe la posibilidad de crear un cuadro de control con pulsadores e interruptores y conectarlos a una interfase que produce las señales digitales para mover los decodificadores de accesorios, pero claro, no es más que encarecer de una forma importante algo que puede hacerse de la manera clásica sin que la opción digital apunte ninguna ventaja.

El control digital de los desvíos tiene todo su sentido, cuando pasamos al control informático. En ese caso es el programa de ordenador el que se encarga de cambiar los desvío y las señales de forma automática, con o sin la interacción con el operador.

Nos queda por analizar uno de los aparatos de via más interesantes, precisamente por la complejidad de su funcionamiento y también desde luego por la espectacularidad que aporta en cualquier maqueta. Nos referimos a los puentes giratorios. En paises sudamericanos se les llama tornamesas.

En muchos casos se les llama "rotondas", pero es incorrecto hacerlo, porque rotonda es el edificio anexo al puente donde se guardan las locomotoras.

Este dispositivo tiene un motor que permite girar el puente en un sentido u otro, y una serie de salidas que pueden conectarse a vias externas. En los modelos estas vias de salida pueden colocarse en diversas posiciones y en un número mayor o menor, para conseguir el trazado deseado.

Con independencia de la conexión eléctrica para el giro, hay que considerar también la forma de llevar alimentación de tracción, tanto a las vías del puente como a las vías de salida.

Es habitual que estos elementos tengan un dispositivo que conecta eléctricamente los carriles del puente con los carriles de las vias de salida, cuando el puente está enfrentado a la correspondiente salida.

En este dispositivo si una locomotora entra al puente por una vía, y el puente gira 180º, cuando vuelve a salir por la misma vía, va en sentido contrario. Como ya dijimos en su momento esta circunstancia es la que identifica un bucle de retorno. Por supuesto, como siempre, este problema no existe con vías de tres carriles. Vamos a ver las diferentes posibilidades que tenemos para evitar que se produzcan cortocircuitos por esta causa.

Ante todo veamos una cuestión importante: Hay realmente tres formas de conectar un puente giratorio: Podemos dar alimentación a todas las vías externas por las que puede llegar un tren, y no alimentar el puente.

Con esto el puente tomará alimentación de las vías a las que quede enfrentado. Una segunda posibilidad es llevar alimentación al puente y no a las vías externas, con lo cual será cada una de las vías externas la que quede alimentada sólo cuando quede enfrentada con el puente. Una tercera posibilidad es dar alimentación tanto a las vías externas como al puente, pero en este caso podemos tener fácilmente la polaridad distinta entre las vías del puente y la vía externa a la que se enfrente, produciendo un cortocircuito si efectivamente hay comunicación entre el puente y las salidas

En la primera, conectamos la alimentación a todas las vías que acceden al puente y no a las vías del puente. En este caso, las vías del puente solo reciben alimentación desde las vías de entrada a las que están enfrentadas en un momento dado, y se quedan sin alimentación mientras no están enfrentadas a ninguna vía.

La figura anterior reproduce el primer sistema: Las vias que conectan el puente con el resto de la maqueta, como aquí A y B y que llamaremos vías de acceso, están alimentadas normalmente por un controlador común con el resto de la maqueta

Las vias 1 a 8 a las que vamos a llamar vías de cochera, reciben corriente del mismo controlador, pero a través un interruptor, de manera que cada vía puede dejarse aislada y con una locomotora estacionada, o puede conectarse para mover la locomotora, El puente recibe corriente de las vías de cochera o de las vías de acceso cuando queda enfrentado a ellas, por lo que no puede haber cortocircuito entre las vías y el puente

En una situación como la de la figura de la derecha, en la que para mayor claridad hemos eliminado el cableado, suponemos que solo el interruptor de la vía 8 está conectado. Cuando el puente se alinea con esta vía, recibe alimentación desde la misma, y entonces una locomotora puede pasar de la vía de estacionamiento al puente y viceversa. Logicamente cuando el puente se alinea con una de las vias de acceso A o B también recibe alimentación desde las mismas, asi que las locomotoras entran y salen por estas vias hacia el resto de la instalación

Esta opción es muy buena, porque elimina cualquier posibilidad de cortocircuito y realmente deshace el bucle de retormo.

Especialmente para digital no hay ningún problema y puede utilizarse sin los interruptores, manteniendo permanentemente la alimentación en todas las vias, puesto que las locomotoras permanecen paradas en sus vias recibiendo la señal digital (por tanto con luces, fuimígeno, etc). La única desventaja es que mientras la locomotora está en el puente recibe alimentacion o no alternativamente según se alinea el puente con otras vias. por lo que las luces se irán encendiendo o apagando según se reciba esta alimentación. Algunos decoders pueden responder mal a esta situación. La única precaución a tener es que cuando haya vías como la A y la 5 o la B y la 3 que pueden quedar alineadas y conectadas al puente, la polaridad de las vías sea coincidente, tal como se ha dibujado en el primer esquema.

En analógico en cambio, esta disposición si tiene un problema; Tendremos que poner un interruptor para cada vía de parada, tal como se ha representado en el primer esquema. De esta forma podemos tener locomotoras estacionadas en cualquiera de las vías 1 a 8. Sin embargo en este caso ocurre lo siguiente:

Supongamos que tenemos una locomotora estacionada en la vía 3 y tenemos cortada la alimentación de esa vía para que esta locomotora no se mueva. Entonces llega una locomotora por la vía B que queremos que entre al puente, asi que alineamos el puente con la vía B. Pero al hacer esto, el puente se alinea también con la vía 3 y la alimentación pasa desde el puente a esta vía, de manera que si había una locomotora en esa vía quedará alimentada desde la via B y empezará a moverse al unísono con la que pretendemos hacer entrar desde el puente.

Este problema no tiene solución con esta configuración, así que hay que procurar evitarlo.

La mejor forma de evitarlo es conseguir que no haya ninguna vía de estacionamiento que pueda quedar alineada con ninguna vía de entrada. De hecho deberíamos conseguir que no haya nunca dos vías alineadas. Esto no es tan difícil de conseguir como parece, ya que los puentes normalmente cuentan con 24 posiciones posibles para las vías, así que sabiendo este problema, es posible buscar una distribución que evite las vías enfrentadas.

La segunda forma de conexión parece ser la preferida por los fabricantes puesto que proporcionan una forma de conectar alimentación a las vías del puente. Consiste en alimentar efectivamente las vías del puente y no las vías de cochera, asi que el esquema sería como el de la figura adjunta.

Esta forma de conexión no es aconsejable para digital, porque las vías de cochera se quedan sin alimentación mientras no están alineadas con el puente.

En analógico tiene la gran ventaja de que el propio puente hace de conmutador para la alimentación de las vías, así que nos evitamos toda la serie de conmutadores y todo el cableado que teníamos en la primera opción.

Basta simplemente que el puente se alinee con una de las vías para que ésta reciba alimentación y la locomotora pueda entrar y salir hacia la vía de cochera. Pero hay un problema importante: Cuando partimos de una posición como la mostrada, si el puente gira 180 grados queda con la polaridad invertida respecto de las vías de entrada, produciendo un estupendo cortocircuito. Se evita este peligro poniendo un inversor en la alimentación del puente, pero no hay una forma clara de hacer que ese inversor funcione de forma automática así que si lo hacemos manualmente podemos descuidarnos y provocar el cortocircuito. Por otra parte esta forma de conexión sigue teniendo el mismo problema de las vías alineadas. Si situamos el puente alineado con la vía B, la alimentación llegará a la vía 3, y si en esa vía había una locomotora, empezará a moverse al unísono con la que pueda haber en la vía B.

Naturalmente, podemos evitar el problema del cortocircuito si alimentamos todas las vías desde el puente, incluyendo las de acceso, A y B. Sin embargo esta situación es un poco extraña, porque para mover una locomotora en la vía A habría que poner el puente alineado con esa vía aunque la locomotora se esté moviendo en una zona alejada del puente y su movimiento no tenga relación con el mismo. En todo caso siempre habrá un punto en que la vía A se una al resto de vías de la maqueta, y en ese punto se reproducirá el problema.

La tercera opción es una combinación de las anteriores, es decir se lleva alimentación tanto al puente como a cada una de las vías de acceso y de cochera

Para evitar los constantes cortocircuitos que se producirían al rotar el puente, lo que se hace es que cada una de las vías tanto de acceso como de cochera, está aislada en su unión a la corona de salidas del puente. (Aquí se han marcado con puntos verdes los puntos en los que se pondrían bridas aislantes).

El cableado es una combinación de las dos anteriores, es decir cada vía de estacionamiento recibe su alimentación (en analógico) a través de un interruptor y también las vías del puente reciben alimentación desde el controlador.

Por simplificar solo se ha dibujado el interruptor de la vía 5, pero evidentemente cada vía de cochera en analógico necesita su interruptor para mantener una locomotora estacionada en ella.

La principal ventaja de esta forma de funcionar es que es la única que elimina el problema de las vías alineadas. Como ya no hay esta comunicación, a través del puente, las vías diametralmente opuestas tienen siempre su alimentación independiente. Por otra parte como no hay comunicación entre las vías del puente y las del anillo no se produce nunca un cortocircuito al girar el puente media vuelta completa. Lo que puede ocurrir, es la situación que recoge la imagen adjunta. El puente ha girado 180º de manera que la polarización de las vías del puente es ahora inversa de la de las vías externas. No hay cortocircuito porque al no haber comunicación, lo que tenemos son dos cortes en los extremos del puente con polaridad invertida a cada lado del corte.

Debemos ahora evitar el cortocircuito que producirían las ruedas de una locomotora que intenta salir o entrar al puente con la polaridad invertida (problema análogo al de un bucle de retorno) En el caso de digital, lo habitual es que esa alimentación de las vías del puente se haga a través de un gestor de bucle. Esta última solución es la más perfecta para digital, porque mantiene alimentadas las vías del puente permanentemente, y por lo tanto las luces de una locomotora que está girando en el puente no se apagan, como en la primera opción. Cómo no, es la más cara.

Para el caso analógico, podríamos intentar la solución apuntada al hablar de bucles de retorno, pero eso implicaría llevar conexiones para sensores al puente giratorio y eso no es posible por el necesario giro del puente.

Lo que hacemos entonces es situar en la alimentación del puente un conmutador DPDT cableado como inversor, tal como vemos en la figura anterior. Basta accionar este conmutador para poner la polaridad del puente coincidente con las vías.

Puede parecer una solución engorrosa, pero hay que tener en cuenta que cuando manejamos una locomotora en el puente, estamos haciendo la maniobra de forma manual, y podemos fácilmente manejar este conmutador manualmente.

Pero también es posible automatizar esta función, aunque requiere un poco de bricolaje. En la imagen de la izquierda se ha incluido un relé biestable que ya se usó por ejemplo para la estación de intercambio.

En este caso este relé realiza la inversión de polaridad en los cables que alimentan las vías del puente, lo mismo que el inversor manual del caso anterior.

Para conseguir accionar el relé se han puesto dos parejas de sensores Hall en dos puntos diametralmente opuestos del foso del puente, y un imán en uno de los extremos del puente.

Como decíamos esto requiere un poco de bricolaje, porque hay que buscar la ubicación de estos elementos en cada modelo de puente: Se pueden poner los sensores Hall en la parte superior del muro del foso, y el imán en el frente del puente, o bien los sensores en el fondo del foso apuntando hacia arriba, y situar el imán en la parte inferior del puente.

El funcionamiento es sencillo: supongamos que el puente está girando hacia la derecha. Cuando el imán pasa por la pareja de sensores situada en la parte superior del círculo, activará primero el marrón y luego el verde, asi que el relé pondrá la polaridad que corresponda a la bobina a la que llega el cable verde. Lo que hay que hacer entonces es que esa polaridad corresponda a las vías del semicírculo derecho, en este caso la A y la B.

Si el puente sigue girando el imán llega a la pareja situada en la parte inferior, pero aquí se activa primero el verde (que ya estaba) y después activará el marrón, lo que hará que el relé invierta la polaridad de las vías del puente, dejándola coincidente con la de las vías situadas en el semicírculo izquierdo.

Si el puente gira a izquierdas, al pasar por el punto superior activará en primer lugar el sensor verde, y luego el marrón, dejando otra vez la polaridad del puente correspondiente a las vías de la izquierda.

Es curioso que esta solución es análoga a la basada en sensores Hall para un bucle de retorno, pero aquí, lo que activa los sensores no es el paso de un tren por un determinado punto, sino el paso de la cabeza del puente por un determinado punto del círculo de vías.

Esta solución es también perfectamente válida para un sistema digital, y desde luego más barata que un gestor de bucle de retorno.

Todo lo dicho hasta aquí se refiere al sistema de tracción del puente giratorio, es decir a la forma de alimentar sus vías, pero los puentes tienen otro sistema, que es el que hace que el puente gire, y se pare solamente enfrentado a posibles salidas.

Los diversos fabricantes tienen sistemas distintos para conseguir esto, y normalmente suministran con los puentes un pequeño cuadro de mandos. Sin embargo si el usuario desea incluir en su propio cuadro de mandos (TCO) un elemento para comandar el giro, también puede hacerlo.

La figura anterior contiene un circuito que comanda un puente giratorio, valido para un puente Marklin de escala Z, pero muy fácil de adaptar a otras marcas. En la figura, el recuadro "Puente giratorio" contiene lo que el puente tiene en su interior, que es el motor que gira en uno u otro sentido y un solenoide que actúa sobre un contacto que también es manejado por el actuador mecánico dibujado en negro.

Los conductores verde,gris y amarillo son los tres que llegan al puente giratorio desde el exterior, Estos colores corresponden a los colores de los conectores que lleva el puente en su base. El conductor 1 (gris) y el 2( verde) tienen siempre tensiones complementarias (0, 12 V o 12, 0 V) así que si el interruptor marcado RL1 se cierra, el motor gira en uno u otro sentido.

Este interruptor puede cerrarse pos dos procedimientos: O bien por la acción del solenoide, que ocurrirá cuando por el conductor 3 (amarillo) llegue una tensión complementaria a la que llega por el gris (ya que entonces se activa su bobina) o bien porque el actuador mecánico lo cierre. Este actuador mecánico tiene un vástago que sobresale de la cabeza del puente y se puede introducir en una serie de talados que existen en la pared vertical del foso. Estos taladros están en las posiciones posibles de las vías de salida. Entonces cuando el puente está situado frente a una de las salidas, éste vástago sobresale del puente y se introduce en el taladro, actuando como un cerrojo, que inmoviliza el puente.

Para que el puente pueda girar hay que retraer el vástago, cosa que se hace dando tensión al cable amarillo para que se active la bobina del solenoide Entonces, el vástago se retrae, el interruptor se cierra, el motor gira, y el puente se mueve, en sentido u otro según las polaridades de los cables gris y verde.

Una vez que el puente ha empezado a girar, el vástago del interruptor no puede volver a salir, porque como el puente se habrá movido algo, ya no estará enfrente del agujero correspondiente a la salida. En esa situación pueden pasar dos cosas: Si se mantiene la tensión del cable amarillo, el vástago seguirá retraído por el solenoide y el motor seguirá girando indefinidamente, dando incluso vueltas completas. Si por el contrario, en un momento dado desaparece la tensión en el cable amarillo, el vástago intentará volver a salir, pero hasta que no coincida con uno de los taladros, no podrá hacerlo, así que el interruptor se mantiene cerrado y el puente girando, hasta que que no ocurra que el vástago llegue al siguiente taladro. En ese momento el vástago saldrá, se introducirá en el taladro, bloqueando el puente frente a una salida, y el interruptor se abrirá, con lo que el motor se detendrá.

Así que el mando que necesitamos para manejar esto, necesita hacer dos cosas: Por un lado controlar la polaridad de la corriente que sale por los conductores verde y gris, para que el puente gire en un sentido u otro. Por otro lado debe permitir activar, con la tensión opuesta al cable gris, el cable amarillo, para que al activarlo el puente pueda comenzar un giro, y mantener esa tensión hasta que el puente vaya a llegar a la salida deseada. En ese punto se debe poder cortar la tensión del cable amarillo, y el puente seguirá rotando hasta enfrentarse con la próxima salida, donde se parará automáticamente.

Seguramente hay más posibilidades de hacer esto, pero el esquema anterior muestra un forma de hacerlo con un conmutador rotatorio de tres circuitos y cuatro posiciones.

El conmutador tiene entonces cuatro posiciones y si las consideramos de izquierda a derecha serán:

1 - El puente gira indefinidamente hacia la izquierda.

2 - El puente gira hacia la izquierda hasta la próxima salida y en ella se para.

3 - El puente gira hacia la derecha hasta la próxima salida y en ella se para.

4 - El puente gira indefinidamente hacia la derecha.

Si analizamos un poco el circuito del conmutador, podemos ver que los conmutadores A y B forman un inversor se polaridad que puede enviar tensión positiva o negativa o viceversa por los cables verde y gris. El tercer conmutador, C, envía la tensión complementaria a la de cable gris, por el cable amarillo, pero sólo si el conmutador está en una de las dos posiciones extremas.

Con esto, podemos manejar el giro del puente sin utilizar más que un sencillo conmutador rotatorio de 3 circuitos y 4 posiciones.

NOTA: Si el puente girase al revés, es decir a izquierdas cuando movemos el mando a derechas, basta invertir la polaridad de la alimentación de 12 V

El vídeo siguiente muestra una prueba de los dos dispositivos anteriormente descritos: El control de giro del puente con el conmutador rotatorio de cuatro posiciones, y el cambio automático de polaridad de las vías según la posición del puente. Como puede verse, sea cual sea la posición del puente y el sentido del giro que se haya dado, la locomotora atraviesa el puente siempre sin ningún problema de polaridad.

Otro elemento que tenemos en algunos fabricantes de vía, son las placas de transferencia. Este tipo de accesorios son adecuados para instalaciones de época más moderna que los puentes giratorios, es decir, fundamentalmente para trabajar con locomotoras diesel o eléctricas.

Contrariamente a los puentes giratorios, las placas de transferencia no invierten el sentido de las locomotoras, asi que no tienen ninguna complicación en su cableado.