16 mayo 2008

Esquema eléctrico

Category: Diseño,Electrónica — Manolo @ 19:27

En los últimos meses he estado trabajando en el diseño eléctrico de la maqueta. Digo eléctrico porque, aunque he acabado estudiando los diferentes componentes electrónicos que forman parte de la instalación, el objetivo principal ha sido identificar cómo distribuir los trafos de que dispongo, e incluso como hacer uso de la fuente de alimentación del ordenador que controla el sistema y de alguna fuente de alimentación procedente del despiece de un viejo portátil.

En la serie de artículos “Decoder DCC para Accesorios” ya comentaba que la idea original había sido alimentar todos los accesorios (cambios de aguja, semáforos, luces, etc) directamente desde el ordenador (200W, 12V). Al hacer las pruebas resultó que 12V no eran suficientes para mover los mecanismos, con lo que rescaté una fuente de 20V (120W) y los resultados han sido muy satisfactorios.

En el siguiente esquema se puede ver el número de trafos de que dispongo y cómo pienso hacer uso de ellos (pinchar para ver en grande).

Básicamente dispongo de un trafo de 100VA que pienso utilizar para los circuitos en el nivel 0 y nivel 1, y dos trafos de 35VA que usaría para la estación oculta. La fuente de alimentación de 20V, se utilizaría para los accesorios, y un pequeño trafo de 10VA conectado a una central digital me serviría como Booster de baja potencia para distribuir la señal digital a los accesorios (pinchar para ver en grande).

TRAFO 100VA

TRAFOS 35VA

Con esta distribución, en principio la fuente de alimentación del ordenador no sería utilizada. Mi idea era utilizarla para alimentar los bloques de retroalimentación (buses s88). Sigo pendiente de explorar los sensores por reflexión de infrarrojos. OpenDCC lleva tiempo trabajando en ellos y aún no han publicado los resultados, pero parece un concepto prometedor. En el caso de que pueda utilizarlos, o me haga un diseño propio, sería muy interesante contar con alimentación a 12V, y no restar potencia de ninguno de los trafos utilizados para alimentar las vías.

De los elementos electrónicos que he identificado hasta ahora, algunos ya los tengo diseñados e implementados (accesorios), otros los tengo a mitad diseñar (ORM) y unos cuantos ni siquiera he empezado a explorar, aunque cuento con numerosos ejemplos que me servirán como diseño de referencia.

En general lo que tengo marcado con sombra roja es material del que aún no dispongo o no he completado el diseño, si además alguno de los subcircuitos está en rojo, significa que no tengo claro como realizarlo. Conforme vaya completando etapas iré volcando en el blog la información, tal y como he hecho con los decodificadores de accesorios. Como pequeño resumen, podemos encontrar:

Ordenador:

Ordenador no muy potente corriendo Linux y/o Windows. En mi caso estoy usando un viejo Pentium 100 con 256 Mb de RAM. Tengo los dos sistemas operativos para ir probando varios software, aunque lo más probable es que acabe utilizando Rocrail. En cualquier caso el requisito mínimo es contar con un puerto serie y otro paralelo.

Como extra, yo quiero hacer uso de la fuente de alimentación del ordenador, aunque aún no lo tengo claro. También he sacado el conector de la placa base que enciente la fuente ATX, así se puede encender el ordenador desde una zona externa destinada al control, ya que el emplazamiento del ordenador será bajo la maqueta, en el nivel de la estación oculta.

ORM:

Basándome en el circuito de conexión de Rocrail (ORD-1), tengo en fase de diseño esta placa. Mi versión:

  • Aumenta la potencia del booster para conectar el trafo de 100VA
  • Sustituye los conectores s88 por s88n (RJ45)
  • Saca todos los LEDs de información y señal de programación a una zona común externa de control
  • En un futuro, debería hacer uso de la fuente de alimentación del ordenador para el bus s88

AREA DE USUARIO:

En una zona externa a la maqueta y accesible para el control, se sitúa el centro de mando, compuesto de:

  • Un monitor de pantalla táctil (7” mínimo)
  • Los indicadores LED de funcionamiento de la placa ORM
  • La zona de programación de accesorios y locomotoras
  • El botón de arranque del sistema
  • En un futuro, un sistema que permita el uso de una Mobile Station para la programación de ciertos decoders.

La placa de extensión aún no está diseñada, aunque no es ciertamente compleja. La parte más delicada podría ser la circuitería para elegir entre la MS y las señales de programación del ordenador, y tampoco preveo grandes complicaciones.

BUS S88

Esta es la parte que menos he explorado. Por las restricciones de mi maqueta (vía M) me inclino por el uso de sistemas basados en detección por infrarojos (barrera o reflexión). La gente de OpenDCC tienen una propuesta muy interesante. En cuanto tenga tiempo la estudiaré.

Boosters:

A fin de mantener la funcionalidad de detección de cortocircuitos, y puesto que la potencia requerida para el booster 1 y 2 no es excesiva, me construiré un par de ORB-1 diseñados por el grupo de Rocrail.

El útlimo “booster”, que sirve para alimentar los accesorios, va a usar una delta station que tengo y que ha estado funcionando hasta ahora como único elemento de potencia en mis pruebas. Sólo queda pendiente diseñar un sistema de control de cortocircuitos que pueda inyectar una señal de alarma al bus de los boosters. Este circuito tendría que servir también para cortar la alimentación de la fuente externa de 120W.

Decoders Accesorios

Reciben tanto la señal DCC de la placa “Delta Adaptor” como la alimentación de la fuente de 120W.

El circuito final ya está diseñado, y corresponde a la versión 3 del DCCDecoderManolo, con la versión 6.01 del firmware.

Tal vez me plantee una revisión de la distribución o tipo de conectores usados, pero el firmware y la lógica del circuito no creo que cambien.

Toda la información está en:

Decoder DCC para accesorios (I)

Decoder DCC para accesorios (II)

Decoder DCC para accesorios (III)

4 Comentarios »

  1. Me quedo asombrado con la cantidad de proyectos y diseños que, o bien están en marcha o bien piensas poner. Enhorabuena por tu web y ánimo, sigue así. Por cierto me gustaría compartir contigo asuntos relacionados con RocRail.

    Comentario por Jose Luis — 27 mayo 2008 @ 8:28

  2. Gracias por tu comentario Jose Luis.
    En realidad no hay tantos diseños en marcha (ya me gustaría tener tiempo)… y como explico muchos se basan en ideas ya publicadas por otros – no intento anotarme los méritos de nadie.
    Ahora mismo el proyecto del decodificador para accesorios lo tengo cerrado, es decir, estoy contento con lo que he conseguido.
    Activo sólo queda el diseño de la placa ORM.
    El resto de elementos que explico (boosters, extension board y s88) tendrán que esperar.
    Por cierto GRAN noticia, el sensor de reflexión de OpenDCC parece que está terminado.
    Si quieres comentar algo de Rocrail, adelante… en lo que pueda intentaré ayudar.

    Comentario por Manolo — 27 mayo 2008 @ 19:23

  3. Muy Bueno tu diseño pero deberias intentar con un sistema detector de infrarrojjos

    Comentario por El Çairo Fernandez — 25 agosto 2008 @ 23:20

  4. Gracias. Efectivamente mi intención es estudiar el uso de detectores de infrarojos… sólo que sistemas basados en reflexión, como proponen en openDCC, en lugar de las tradicionales barreras de infrarojos, que son difíciles de esconder.

    Comentario por Manolo — 25 agosto 2008 @ 23:33

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