BLOQUEOS

Es muy habitual, que en maquetas que tengan ya una cierta entidad, se establezca una bloqueo automático para permitir que circulen por un mismo trazado sin alcanzarse varios trenes. La forma de conseguir un bloqueo automático se explica en otros sitios, pero aquí vamos a ver qué problemas o carencias presentan estos sistemas y si hay alguna forma de que la electrónica nos eche una mano.

Aunque se venden algunos dispositivos más o menos preparados por las marcas, la mayoría de los aficionados recurren relés biestables para establecer el automatismo de bloqueo. En su forma más simple, el circuito a crear es el siguiente:

En la animación anterior vemos los dos relés biestables DPDT (concretamente los representados son los V23079-B1203-B301 de AXICOM) y vemos un cantón completo, identificado como cantón 2, así como el final del cantón 1 y el principio del cantón 3. Al final de cada cantón, hay un tramo de parada, que aquí se ven como T1 y T2 y al principio del cantón siguiente hay dos sensores de paso S1 y S2 que detectan el paso de las locomotoras, y al hacerlo activan los relés. Los relés cortan o comunican la alimentación de tracción a los tramos de parada (vemos moverse los conmutadores de los relés). Aquí se representa en rojo el tramo que tiene alimentación y en negro cuando no la tiene, y consecuentemente una locomotora se para siempre en un tramo representado en negro. Obsérvese que ninguna locomotora puede entrar en un cantón en el que ya esté otra, porque el tramo de parada que da acceso a ese cantón está siempre sin corriente hasta que la primera locomotora salga del cantón.

Como decíamos, el esquema está hecho con relés biestables, uno por cada cantón. Seguramente se podrá pensar que un relé es un elemento obsoleto, y que la primera opción sería sustituirlo por algún componente electrónico. Sin embargo los relés tienen una cosa muy buena, y es que pueden manejar cualquier tipo de corriente, ya sea alterna, continua, digital, PWM, y no sólo eso, sino cuando introducimos sistemas de limpiavías electrónicos como los de Gaugemaster, y esto es porque en definitiva lo que lleva un relé es un interruptor mecánico. Seguramente se podría sustituir el relé para algunos casos, pero no para otros, así que no parece oportuno prescindir de ellos.

Ahora hay que ver que problemas presentan los acantonamientos basados en relés y ver si es posible mejorarlos.

Bueno, el primer problema es comprar esos relés biestables, porque no suelen tenerlos en las tiendas de electrónica. Afortunadamente buscando por internet la referencia V23079-B1203-B301 se encuentran varios puntos de venta on-line.

El siguiente problema es que estos relés, y prácticamente todos, están pensados para ser soldados en una placa de circuito impreso. Muchos aficionados se declaran incapaces de soldar nada, así que la primera cosa que habría que hacer es poner esos relés soldados en un circuito impreso y colocar además contactos de clemas, para que se puedan conectar cables de forma asequible por todo el mundo.

Pero hay un problema más importante que se encuentran los aficionados cuando construyen estos circuitos de bloqueo automático: El sistema funciona muy bien, pero en determinados casos se puede necesitar intervenir manualmente para cambiar el estado de ocupación de un cantón, por ejemplo para ponerlo en modo ocupado cuando ponemos con la mano un tren en ese cantón o para dejarlo como libre cuando lo quitamos, o si se ha producido un mal funcionamiento por otra causa.

Lo que a uno se le ocurre inmediatamente es poner un interruptor para actuar manualmente sobre los relés. Pero claro cada relé funciona conectado al relé siguiente y al precedente, de manera que si ponemos sencillamente unos pulsadores o un conmutador SPDT (on)-off-(on) ocurrirá que si por ejemplo queremos poner un cantón en modo ocupado, actuando sobre el relé situado al final del cantón, mediante el conmutador o el pulsador manual, ocurrirá que ese cantón se pondrá en ocupado, pero el siguiente se pondrá en libre. Es decir cada movimiento que hagamos sobre el relé de un cantón, altera la situación del cantón anterior o la del siguiente. En definitiva que no podemos manejar manualmente cada cantón a nuestra conveniencia.

Mi filosofía es que podemos tener todos los automatismos que queramos, pero tenemos que tener un cuadro de control que indique la posición de cada elemento de la maqueta, y un mando manual para poder manejarlo manualmente cuando nos interese. Está claro que no lo podemos hacer con este sistema. Existe una forma de lograrlo pero requiere un complicado circuito lógico realizado con diodos.

¿He dicho circuito lógico? Si efectivamente existe toda una rama de circuitos integrados (chips) que se clasifican como lógica electrónica. Su función es materializar decisiones lógicas en términos de cierto o falso. Por ejemplo si la entrada 1 es cierta y la 2 es falsa o si la 1 es falsa y la 2 es cierta entonces la salida es cierta, y en otro caso la salida es falsa. Los términos cierto o falso en realidad se materializan con dos niveles de tensión, normalmente 5 voltios y 0 voltios, de manera que la frase en cursiva en realidad quiere decir: si el terminal 1 tiene 5 voltios y el terminal 2 tiene 0 voltios entonces el terminal 3 deberá tener 5 voltios.... etc. Ésto, en la llamada lógica positiva, porque en la lógica negativa el cierto se representa con 0 voltios y el falso con 5 voltios.

Estos circuitos tienen desde dos hasta muchas entradas y se llaman Puertas Lógicas. Realmente están materializando las operaciones matemáticas de una disciplina llamada Álgebra de Boole, que estudia la forma en que se puede representar mediante estas operaciones cualquier decisión que responda a un sistema determinista. Hay puertas AND que materializan la función AND (y) que dará cierto si todas las entradas son ciertas, otras son puertas OR (o) que dan cierto si alguna de las entradas es cierta. La que hemos descrito antes se llama XOR y es cierta si las dos entradas son distintas y falso si son iguales. Ya se ve que cualquiera que sea la lógica del mecanismo que queremos implementar, lo podemos hacer con una o unas pocas puertas lógicas.

Bueno pues aplicando esto a nuestro caso, si empleamos una puerta doble OR que son como dos puertas OR de cuatro entradas cada una, y usamos las dos salidas para activar cada una de las dos bobinas del relé, tendremos cuatro entradas que activan una función del relé y otras cuatro que activan la otra función.

Si conectamos los cables que iban directamente al relé en nuestro esquema (cables verdes) a la primera de las cuatro entradas que activan la función del relé de cortar la alimentación del tramo de parada y el segundo cable verde al primera entrada de las cuatro que activan la función de restablecer la alimentación del tramo de parada, todo funcionará igual que hasta ahora, incluso la conexión con los relés anterior y posterior que seguirán funcionando al unísono.

Pero ahora tenemos todavía tres entradas más para cada función del relé, de manera que si conectamos ahí los pulsadores o el conmutador SPDT que decíamos antes, como esas nuevas entradas no se relacionan con los relés anterior y posterior, conseguiremos comandar exclusivamente el relé que nos interesa.

De esta forma hemos resuelto el problema que se nos presentaba, pero además, tenemos alguna ventaja adicional que puede ser interesante: si observamos la imagen del circuito, cuando se cierran los contactos de los sensores de paso, por ellos circula toda la corriente que activa las bobinas de los relés, pero no solo de un relé, sino de dos. Por el contrario, con el uso de una puerta, lo que circula por los sensores es solo la intensidad de entrada de la puerta, que puede ser mucho menor. más adelante volveremos sobre este tema.

Es muy fácil usar este segundo conmutador, y por tanto la segunda clema del BLKS03 para conectar unos leds que nos pueden servir como indicación en el cuadro de mandos de la situación de los cantones y al mismo tiempo se pueden conectar en paralelo señales luminosas que los trenes parecen obedecer, parándose ante las señales rojas y avanzando cuando pasan a verde.

En el vídeo siguiente tenemos una demostración de un circuito acantonado formado por cuatro cantones y recorrido por tres trenes. Se puede ver como los trenes se van parando antes de entrar a un cantón ocupado, y vuelven a continuar la marcha cuando se desocupa.

También se ve en el vídeo el cuadro de mandos de este circuito, en el que vemos las luces indicadoras que van cambiando de rojo a verde y viceversa según cambia la ocupación de cada cantón.

Este fué mi primer desarrollo con entadas mediante puertas lógicas, y dio lugar a toda una serie de circuitos basados en la misma idea que veremos posteriormente. El nombre BLKS03 hace alusión a que la principal tarea de este circuito es usarlo para crear un bloqueo automático (BLK) basado en sensores (S) y es el tercer desarrollo con este objetivo.