Impianto elettrico plastico ferroviario

[silviB89]

Buongiorno a tutti! Sono Silvano. Vi scrivo per chiedevo delle dritte sulla progettazione della circuiteria elettrica per il mio plastico ferroviario. A scuola avevo studiato elettronica ma ora non ricordo più nulla! Dunque vi spiego il più facilmente possibile cosa vorrei realizzare ( senza ausilio di microcontrollori) e minatore su un quadro strumenti con interruttori / spie / pulsanti: 

- un sistema ( credo con Relais) che quando dispongo al rosso un segnale, attivi delle resistenze collegate a dei tratti sezionati e isolati di rotaia per fare cadere la tensione ed arrestare il treno prima del segnale ( 15Vcc ). All’inverso quando il segnale è verde/ giallo/giallo-verde siano escluse per permettere il normale passaggio della corrente.

- un sistema che segnali l’occupazione del binario tramite accensione del led quando io treno è fermo su un tratto di binario.

- un sistema che: quando un segnale è rosso possa essere acceso o spento  anche un altro tipo di segnale . 
capisco che l’argomento forse sia complesso è magari non chiarissimo... ma se avete qualche dubbio chiedete pure! Grazie mille fin da subito!!! Ciao

 

[Nino1001-b]

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un sistema ( credo con Relais) che quando dispongo al rosso un segnale, attivi delle resistenze collegate a dei tratti sezionati e isolati di rotaia per fare cadere la tensione ed arrestare il treno prima del segnale ( 15Vcc ). All’inverso quando il segnale è verde/ giallo/giallo-verde siano escluse per permettere il normale passaggio della corrente.

 

Ho cablato un plastico di 3,5metri per 7 ma la soluzione che propongo non l'ho provata ne era prevista sul progetto, il cliente comprò tutto in blocco smontato.

Treno in transito.

S2 aperto

S1 Chiuso.

Sul tratto A1 il treno viaggia a 15Vcc, con S2 aperto viaggerà a 15V anche nel tratto A2 e A3, con S1 chiuso viaggerà a 15 V anche in A4.

La lampada è verde.

 

Treno in fermata.

S2 chiuso

S1 aperto.

Sul tratto A1 il treno viaggia a 15V, nel tratto A2 viaggia a 12 V nel tratto A3 viaggia a 9 V e nel tratto A4 si ferma.

La lampada è rossa.

 

Treno in partenza.

Si apre S2 predisponendo quindi la tratta in modalità treno in transito, si spegne il rosso.

Si chiude S1 anche qui si predispone in modalità treno in transito, si accende il verde.

 

Queste tre funzioni potrebbero essere semplificate usando un commutatore rotativo con le relative scritte: in transito, in fermata, in partenza

 

Modificato: 31 gennaio 2020 da Nino1001-b

[Nino1001-b]

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un sistema che segnali l’occupazione del binario tramite accensione del led quando io treno è fermo su un tratto di binario.

Di questo sistema ne sentii parlare in maniera generica in un forum. Il relè si eccita, e con i suoi contatti puoi fare quello che vuoi, quando il motore chiude il circuito.

Il relè non può ovviamnete essere a 15 Volt perchè si ritrova in serie al motore.... forse 12 Volt...

[Nino1001-b]

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un sistema che: quando un segnale è rosso possa essere acceso o spento  anche un altro tipo di segnale . 

Qui non si capisce bene....basta mettere i due segnali in parallelo oppure mettere un relè in parallelo al SEGNALE1..... quando SEGNALE1 è acceso ( o spento) con i contatti del relè ci fai quello che vuoi.

 

[Nino1001-b]

 Il primo circuito è inultimente complicato.

Posizione 1.

Due tratti sottoalimentati, il terzo non connesso.

 

Posizione 2

Tutti i tratti alimentati a 15V

 

Mi sembra che vada bene..... resta in sospeso il discorso diodo/resistenza..... nei forum di ferromodellismo si parlava di diodi ma non ho mai approfondito.

[silviB89]

intanto grazie mille a tutti per i preziosi consigli! faro degli esperimenti! i diodi vengono usati per generare una caduta di tensione di circa 1,7V a diodo se non erro giusto?? 

Per il discorso del motore dei tre, vengono alimentati a 12-15 V...che relè mi occorrebbe?? e di che tipo? i treni vengono movimentati da una centralina digitale. Secondo voi non sarà un problema???

<<Qui non si capisce bene....basta mettere i due segnali in parallelo oppure mettere un relè in parallelo al SEGNALE1..... quando SEGNALE1 è acceso ( o spento) con i contatti del relè ci fai quello che vuoi.>> intendevo che per effettuare delle manovre, il macchinista non rispetta il segnale ( cosa che fa quando effettua un treno) perciò il segnale è rosso, ma deve rispettare un corrispettivo segnale basso luminoso che può autorizzare il movimento con l'accensione di due luci sempre rimandando rosso il segnale ed alimentando il binario!

 

[Livio Orsini]

7 minuti fa, silviB89 ha scritto:

caduta di tensione di circa 1,7V a diodo se non erro giusto?? 

 

No, sbagliato.

Sono 0.7V per diodo, se sono normali diodi al silicio; quindi 4 diodi sono circa 2.8V di caduta, sul primo tratto ed altri sul 2.8 sul secondo tratto che risulta alimentato a circa 5.6V  in meno della tensione di partenza.

[Nino1001-b]

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i treni vengono movimentati da una centralina digitale.

Non sei chiaro: è un plastico tradizionale o è un plastico con centralina digitale?

I plastici tradizionali hanno uno o più alimentatori variabili e su queste alimentazioni i più bravi in elettronica si sbizzariscono con le soluzioni più originali.ù

Nei plastici digitali c'è solo l'alimentazione dei binari fissa a......forse 12 o 15 V non lo so... e su questi viaggiano anche dei dati che vengono decodificati da ciascun locomotore per cui si può impostare la velocità di treno merci pesante a velocità più bassa di un Freccia Rossa....di elettronico non c'è nulla...

 

Si usano i diodi al silicio e non zener perchè lo zener ha una tenzione fissa mentre i normali diodi al silicio se ne comprano a poco prezzo un centinaio e si ricavano cadute di tensione multiple di 0,7V. Non si usano le resistenze perchè se ne dovrebbero avere di diversi valori ed essere in grado di dissipare ...non lo so quanto assorbe un trenino...1 o 2 W.... i diodi al silicio sono più flessibili.

In ogni caso devi fare le tue prove su un banco di lavoro ad hoc...

 

 

 

[Nino1001-b]

Il primo circuito è sbagliato, il relè deve essere prendere l'alimentazione da un altro alimentatore.

[max.bocca]

Nino nello schema c'è un errore in quanto il tratto A2 e A3 sono sempre alla medicina tensione, la cella di caduta è bypassata , almeno c'è da aggiungere un diodo o mettere dei relè multi contatto.

Come la soluzione di fare le celle di caduta a diodi funziona, bisogna utilizzare diodi che supportano la corrente necessaria per fare funzionare il motore.

 

[Nino1001-b]

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Nino nello schema c'è un errore in quanto il tratto A2 e A3 sono sempre alla medicina tensione

Per i treni che non fanno fermata, con il deviatore vengono invece inserite le cadute di tensione dei diodi 4+4

 

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no la corrente necessaria per fare funzionare il motore.

Non lo quanto assorbe un trenino .Se ricordo bene 1N4007 è dato per 1A....dovrebbe andare bene ed ha costo irrisorio.

[silviB89]

Il plastico sara misto! L’alimentazione del treno provverrà dalla centralina digitale, in questo modo posso movimentate più treni alla volta, mentre invece i comandi di apertura segnali, deviatoi ecc sara manuale!

[del_user_237282]

Ciao, sono anch'io un appassionato di trenini e provo a dare il mio contributo.

 

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un sistema che segnali l’occupazione del binario tramite accensione del led quando io treno è fermo su un tratto di binario

Alimentando il trenino in digitale hai il vantaggio che la rotaia è sempre alimentata (e non solo quando il treno è in movimento).

Per rilevare la presenza del treno potresti usare un fotoaccoppiatore con due diodi connessi in serie all'alimentazione del binario. L'assorbimento di corrente della locomotiva "ecciterà" il LED trasmittente e poi, interfacciandoti opportunamente al fotodiodo ricevente, puoi comandare quello che vuoi.

Unico svantaggio: se hai vagoni o carrozze che non assorbono elettricità, se queste sono lasciate "sole" su un binario dotato di sistema di blocco, questo considererà la tratta come libera perché non rileverà assorbimento di corrente.

 

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- un sistema che: quando un segnale è rosso possa essere acceso o spento  anche un altro tipo di segnale . 

Con il comando di un relè puoi fare quello che vuoi...

Però, secondo me, per poter diminuire il costo e la complessità del progetto aumentandone notevolmente le potenzialità dovresti utilizzare una scheda a microcontrollore come Arduino. In questo modo puoi realizzare quello che vuoi con un costo veramente basso. (es. puoi far aprire un segnale giallo se il successivo è rosso, puoi simulare gli aspetti che preavvisano le deviate...)

[silviB89]

Grazie mille, quindi per simulare l’occupazione del binario, dici un fotodiodo IR che quando viene interrotto il fascio questo attiva il led di segnalazione? Per il discorso di arduino, volevo proprio eliminare allo stretto necessario l’elettronica, uno perché va programmato e onestamente il linguaggio non lo ricordo più, e secondo vorrei usare componenti semplici e robusti magari anche a discapito di facilità di realizzazione... tanto non ho fretta di finire....ma preferisco usare un sistema robusto e poco soggetto a rotture.....

[Nino1001-b]

Se digiti "Rilevatore binario occupato plastico" trovi delle schede come quella in allegato che fanno la funzione, a giudicare dai componenti,descritto da Daniele Orisio.

Sono tutte schede a 4 ingressi

[del_user_237282]

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dici un fotodiodo IR che quando viene interrotto il fascio questo attiva il led di segnalazione?

non proprio, ti consigliavo un fotoaccoppiatore che lavori elettricamente sull'alimentazione e non tramite l'interruzione del fascio di luce causato dal trenino che passa

 

Ti suggerisco di guardare questo link

http://www.dccworld.it/index.php?page=dccpratico/progetti/sensore_assorbimento.html

 

Come puoi vedere, hai quattro diodi (due per ogni polarità) in serie all'alimentazione dei binari.

Se il circuito è libero, non vi è assorbimento di corrente e il fotoaccoppiatore resta "diseccitato".

Se invece è presente un assorbimento di corrente (locomotive, ma anche una carrozza con illuminazione) nei diodi scorre corrente e, di conseguenza, ai capi della coppia di diodi avrai una caduta di tensione di 1,4V (0,7V per ogni diodo). Questa tensione, tramite la resistenza, accende il fotodiodo integrato nel fotoaccoppiatore che, a sua volta, "eccita" anche il fototransistor ricevente. Con questo hai la possibilità di comandare un relè (o quello che vuoi) che ti indichi se il binario è libero o occupato.

[silviB89]

Buongiorno! Ieri sera ho provato a fare un esperimento.... ho costruito il circuitino per far rallentare il treno.... con un commutatore rotativo e dei led. I led si accendono regolarmente ma il treno si attesta quando transita sul primo sezionamento e non riparte più...purtroppo ho il tester scarico, appena riesco coi turni gli sostituiró la batteria....ho provato a scollegare tratto isolato per tratto ma nulla... avete idee?? Ps dallo schema non ci sono le resistenze per i led ma le ho messe nella realtà.... e ho sezionato i soli poli positivi della rotaia...( speriamo che non sia per quello...)

[Livio Orsini]

1 ora fa, silviB89 ha scritto:

ma il treno si attesta quando transita sul primo sezionamento e non riparte più

 

Hai messo 4 diodi in serie più un LED quindi cadono circa 5 V.

Poi dipende dal motore che aziona il tuo locomotore; ci sono motoirni di ottima qualità che riescono a spuntare con poco più di 1V di alimentazione, ed altri che se non gli dai almeno 6V - 7V non si muovono proprio.

[silviB89]

Grazie! Per il discorso della tensione non ci sono problemi, la locomotiva su nuove  anche sotto i 5V ....

[Livio Orsini]

allora misura la tensione sul binario con locomotiva ferma sul tratto

[silviB89]

ah ok!! Grazie allora farò delle prove!!!

[del_user_237282]

Ho visto il tuo schema. I diodi che hai messo lasciano passare solamente una semionda del segnale digitale (e non entrambe) e, di conseguenza, ho paura che il decoder installato sulla locomotiva non riesca a ricevere i comandi che pervengono dalla centrale.

All'interno del decoder è presente un fotoaccoppiatore (che funziona come quello che ti ho consigliato per rilevare l'occupazione del binario) che si "eccita" solo durante una semionda e non durante l'altra. In questo modo, la centrale, invertendo la polarità secondo un protocollo ben definito, trasmette i comandi ai treni. Se i diodi bloccano proprio la semionda "buona" che viene riconosciuta dal decoder, la locomotiva sarà comunque alimentata (dall'altra semionda), ma non riceverà nessun comando. Secondo me (non ne sono sicuro, ma la prova non dovrebbe essere dannosa) potresti ripetere la prova invertendo i cavi della centrale digitale (oppure mettendo la locomotiva sui binari nel senso opposto) e vedere come si comporta nel caso.

 

Altrimenti ti consiglio di guardare questa pagina che mostra alcuni sistemi utilizzabili per arrestare il treno in un sistema di blocco automatico.

http://www.dccworld.it/index.php?page=documenti/dcc_stop.html

Sulla pagina, dicono che il metodo di frenata che prevede l'inserimento di una cascata di diodi (praticamente la cosa che hai fatto te) è supportato solamente sui decoder che riescono a ricevere un segnale asimmetrico (quindi tagliato dai diodi). Probabilmente, se i diodi danno problemi, il tuo decoder non è in grado di supportare questa funzione.

Se proprio non riesci con i diodi, potresti provare a utilizzare il primo metodo, quello che prevede di fermare il treno alimentando i binari in corrente continua (in questo modo il decoder non riceve i pacchetti necessari all'avanzamento e si ferma gradualmente), ma devi fare attenzione ad evitare cortocircuiti fra l'uscita dell'alimentatore in continua e la centrale digitale.

Per fare una prova, potresti alimentare tutto il tracciato con un doppio deviatore che, alternativamente, collega la centrale digitale o l'alimentatore analogico al plastico. Se vedi che il sistema funziona (e il treno, al momento della commutazione del deviatore, si ferma dolcemente come richiesto) poi ti puoi concentrare per implementarlo nei diversi blocchi del plastico.

[silviB89]

Urco...non pensavo fossi così problematica la gestione.... non ricordavo di questo problema dei diodi......proverò a dare una sbirciata al collegamento che mi hai allegato! Troverò sicuramente qualcosa di interessante! Grazie ancora 

[del_user_237282]

Di niente. Oppure puoi provare banalmente a ripetere la prova invertendo la polarità della centralina digitale. Forse, così facendo, passa la semionda buona e il decoder riesce a ricevere i comandi

[Nino1001-b]

Quote

. non ricordavo di questo problema dei diodi.

Se vuoi usare i diodi i binari interni alla stazione, in entrata ed in uscita, devono essere isolati dal resto del circuito e contemporanenamente essere certi di non interrompere l'alimentazione codificata del plastico in generale.

Funziona solo se il locomotore viaggia con alimentazione non "codificata".

P.S. Ma la codifica a che serve? Dalla centralina cosa comandi?