SENSORES
En el capitulo anterior, se hablaba varias veces de sensores, entendiendo con esto los elementos que podemos colocar en la vía para cerrar un circuito cuando una locomotora pasa por un determinado punto.
Tradicionalmente varias marcas suministraban entre su material de vía , determinadas piezas especiales que llevan un interruptor que se cierra cuando una locomotora pasa por ese punto. Pero en la mayoría de los casos se trata de un interruptor mecánico que se activa por el peso de la locomotora.
Este tipo de sensores mecánicos tiene algunos problemas: en primer lugar al ser piezas especiales de vía no pueden situarse en cualquier lugar, sobre todo cuando se emplea vía flexible. Por supuesto hay que colocarlas al montar la vía, lo cual supone saber muy bien, donde hay que ponerlos antes siquiera de haber probado el circuito, y además los contactos mecánicos tienden a foguearse, lo que con el tiempo se traduce en fallos.
Los aficionados detectaron estos inconvenientes y decidieron utilizar un tipo de interruptor llamado Reed. Estos interruptores, son muy pequeños y están formados por una ampolla de vidrio que lleva interiormente un interruptor formado por dos láminas de hierro. Entonces. debajo de las locomotoras, (o los vagones que queramos detectar) colocamos un pequeño imán, y al pasar éste sobre la ampolla del reed magnetiza las láminas del Reed, que se juntan y cierran el contacto durante el tiempo que la locomotora pasa por encima.
Sensor de efecto Hall Sensor Reed
En el año 2010, lei un artículo de una universidad norteamericana (no recuerdo cuál) donde se hablaba de un grupo de trabajo que había hecho experimentos sobre tráfico ferroviario y para ello habían construido un trazado de trenes modelo, en la que controlaban el paso de los trenes mediante "Sensores de efecto Hall" Yo no sabía qué era aquello, pero me informé y lo publique en este artículo de mi blog: Sensores de efecto Hall
Aquel artículo y otros comentarios en foros han hecho que muchos aficionados se interesen por este sistema de detección de los trenes, que presenta algunas ventajas en relación con los Reed.
Posteriormente otro artículo de mi blog: Hall versus Reed incluía un vídeo en el que se comparaban las ventajas e inconvenientes de ambos sistemas y que ha recibido mas de 6000 visitas, con lo cual supongo que muchos aficionados los están usando.
El principal inconveniente de los Hall es que soportan una intensidad pequeña (unos 50 mA) por lo que por ejemplo no pueden activar un desvío o incluso un par de relés potentes. Por eso decíamos en el capitulo anterior, que si utilizamos puertas lógicas y la intensidad que circula por los sensores es mucho más baja, esto nos permitirá utilizar sensores Hall para cualquier automatismo.
Otra pega que se achaca a los Hall es que su instalación eléctrica es un poco más compleja al tratarse de un dispositivo electrónico que por tanto requiere alimentación.
Pero realmente cuando se utiliza en dispositivos equipados con puertas lógicas como, el BLKS03 que veíamos en el capitulo anterior, esta dificultad desaparece, porque como decíamos allí, las clemas previstas para conectar los sensores, llevan una borna de tierra y otra de alimentación, además de las entradas de las puertas, de manera que basta conectar el terminal Vcc del sensor Hall a la borna Vcc del BKLS03 y el terminal GND al terminal GND, y la salida OUT del hall a la puerta que queramos que se active cuando el sensor hall detecte el paso de una locomotora.
De esta forma la combinación de los sensores Hall con los dispositivos equipados con puertas lógicas resulta muy eficiente y además muy sencilla de cablear.
Solamente una advertencia: Hay una enorme variedad de sensores Hall y no todos trabajan de igual forma. El recomendado para trabajar con estos equipos es el A1120EUA-T de Allegro Micro Sistems
Respecto de los imanes para activarlos, ahora existen imanes de Neodimio muy pequeños y potentes que pueden colocarse en la parte inferior de una locomotora adherido por su propia fuerza magnética.
A la izquierda, una imagen en la que vemos una locomotora de escala N, con un imán colocado sobre la cabeza de un tornillo (señalado por la flecha azul)
Debajo un sensor Hall colocado en una vía de escala N y más abajo un sensor tipo Reed, situado también en una vía de escala N
Una cosa curiosa es que los sensores de efecto Hall responden al campo magnético solamente en un sentido, así que hay que colocarlos en la vía siempre con la misma cara hacia arriba (la cara achaflanada por ejemplo) y probar, cuando vayamos a poner un imán en la locomotora, con qué cara del imán se activa el sensor, para poner esa cara que lo activa hacia abajo.
Algo importante es que los sensores Hall trabajan en lógica negativa de modo que cuando se activan, o sea cuando detectan el imán de un tren, la tensión del terminal OUT se pone a cero voltios. Es decir: las entradas de las puertas lógicas mantienen una tensión de 5 voltios cuando están inactivas. Si estas entradas están unidas a los terminales OUT de uno o varios sensores Hall esta tensión se mantiene, como si el OUT del Hall no estuviera conectado a nada y por eso se dice que están en circuito abierto. Pero cuando el Hall se activa la tensión del terminal OUT cae a cero. Es como si dentro del Hall se uniesen OUT y GND Esta forma de actuar es muy común en electrónica, y aunque a algunos les resulta extraña al principio, tiene indudables ventajas. Se dice entonces que el dispositivo receptor, en este caso la puerta lógica se activa cuando la tensión cae a cero (en inglés active low).
Seguramente algún lector ya se habrá dado cuenta de que conoce un dispositivo que funciona de este modo, es decir que tiene salidas que cuando están inactivas están en circuito abierto (o en colector abierto) y cuando se activan caen a tensión cero. Hay muchos, pero uno de los más populares es el Arduino. Quiere esto decir que un elemento como el BLKS03 puede servir como interfase con Arduino, y obedecerá las ordenes que Arduino emita por sus salidas. todo ello sin más que conectar Arduino con BLKS03
Hay más elementos que trabajan así, por ejemplo las placas de comunicaciones con ordenadores PC, con tablets, etc. Por ejemplo la placa Welleman K8055 con lo que podríamos manejar el circuito desde un programa de ordenador
Si queríamos alguna cosa que modernizase el control de los trenes analógicos, aquí tenemos algo más que alguna cosa.