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Sep 08, 2023

Seguimiento de autobuses para modelo ferroviario de control de comando digital

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Conozca la importancia de los autobuses de vía para el Control de Comando Digital

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Buses de vía para control de comando digital: los diseños cableados para control de bloque de corriente continua tienen varias secciones de vía aisladas llamadas bloques. Cada bloque tiene un interruptor eléctrico que controla qué acelerador de CC alimenta esa sección de vía. En teoría, un diseño de Control de comando digital (DCC) podría conectarse como un bloque grande con dos cables que alimentan la energía directamente desde el amplificador DCC a la vía. Sin embargo, en cualquier modelo de ferrocarril más grande que una vía de prueba, se necesita más cableado si desea que sus trenes funcionen bien.

Dado que el DCC puede alimentar más de una locomotora a la vez, se requiere más corriente para pasar a través de los rieles que con el control DC. Los sistemas DCC pequeños suelen tener amplificadores que pueden suministrar al menos 3 amperios. Los sistemas más grandes pueden suministrar 5 amperios y los modelos de ferrocarriles a gran escala utilizan propulsores que pueden suministrar 10 amperios. En DCC el voltaje permanece constante y cada locomotora consume tanta corriente como necesita en ese momento. Un tren que sube una pendiente consume más corriente que una locomotora que circula sola por una vía nivelada. Las locomotoras de escalas mayores consumen más corriente que las de escalas más pequeñas. La suma de toda la corriente a cada locomotora es lo que suministra el amplificador DCC. Un diseño HO de tamaño mediano con solo unos pocos trenes con tres locomotoras cada uno puede acercarse a la capacidad de un solo amplificador de 5 amperios.

Entonces, ¿cómo se lleva la corriente a los trenes? El riel de alpaca es un mal conductor de la electricidad y actúa como una resistencia. Cuanto más largo sea el riel, más resistencia habrá. Siguiendo la ley de Ohm, cuanto más corriente pasa por una resistencia, mayor es la caída de voltaje desde el amplificador a la locomotora.

Medí un trozo de riel de alpaca código 83 y descubrí que la caída de voltaje era de 0,057 Ω por pie. Eso no parece mucho, pero en cualquier diseño que no sea el más pequeño, se acumula rápidamente. Con un total de 5 amperios, una pieza de flextrack de 3 pies alimentada en un extremo puede provocar una caída de voltaje de 1,7 voltios en el otro. ¿Cómo? Porque la corriente debe viajar tres pies por un riel, pasar a través de la locomotora y regresar tres pies por el otro riel. Imagínese cómo sería al otro lado de una gran maqueta de ferrocarril.

Alimentar un diseño con sólo dos cables no sólo puede afectar el rendimiento de la locomotora, sino que también puede ser destructivo. Dado que los amplificadores DCC pueden suministrar más corriente que un acelerador de CC típico, están equipados con disyuntores internos que se disparan y cortan la energía de los rieles cuando ocurre un cortocircuito. Si no se conecta correctamente, la caída de voltaje a través de los rieles puede ser tan grande que el amplificador no pueda detectar un cortocircuito. La capacidad total de corriente del amplificador que pasa a través de lo que esté causando el cortocircuito puede ser lo suficientemente destructiva como para derretir el armazón de latón de un camión.

Afortunadamente, el alambre de cobre tiene una resistencia mucho menor que el riel de alpaca. La solución al problema de la caída de voltaje es colocar una barra de vía de alambre de cobre de gran calibre debajo del trazado, aproximadamente paralela a la vía, y alimentadores de vía de menor ancho desde el autobús hasta los rieles. El tamaño del cable requerido depende de la longitud del tendido y de la capacidad de su amplificador. No existe una caída de voltaje máxima establecida que sea aceptable, pero tiene que ser lo suficientemente baja como para que el disyuntor de refuerzo se dispare cuando ocurre un cortocircuito.

Cada fabricante de DCC tiene diferentes recomendaciones sobre el tamaño de cable aceptable y la longitud de los tramos de cable. Diferentes amplificadores pueden detectar cortocircuitos en diferentes niveles de caída de voltaje. Es importante que el cableado sea capaz de manejar la salida de corriente del amplificador y que el disyuntor del amplificador se dispare.

Para amplificadores que suministran 5 amperios o menos, 14 AWG para recorridos de menos de 30 pies está bien. Si tiene un amplificador más largo o más grande, considere usar 12AWG o más. Puede determinar la caída de voltaje en el peor de los casos multiplicando la resistencia del cable por la capacidad de corriente total de su amplificador. Hay una calculadora útil para esto en línea en www.cirris.com/testing/resistance/wire.html. Ingrese la longitud del tendido y el tamaño del cable del bus para determinar la resistencia del cable. Recuerde duplicar el valor para tener en cuenta el voltaje a la locomotora y el retorno.

Existe un debate sobre si el cable macizo o trenzado es mejor para los autobuses de vía. Cualquiera de los dos funcionará. El control de comando digital es una forma de onda de CA, por lo que el efecto superficial (la CA que fluye solo a través de la capa exterior de un conductor) provocará una caída de voltaje ligeramente mayor en el cable sólido, pero no lo suficiente como para marcar la diferencia.

Es importante codificar con colores los cables del bus para asegurarse de que el mismo cable del bus vaya al mismo riel en todo el diseño. Utilizo rojo para un riel y negro para el otro. Desde el autobús de vía, los alimentadores de vía de menor ancho llevan la corriente al carril. Utilizo 22AWG en mi diseño HO. Esto no sería práctico para un modelo de ferrocarril a escala N. Para trayectos cortos entre el autobús y el ferrocarril, el ancho de vía del alimentador de vía no es tan importante como el ancho de vía del autobús. Lo importante es un buen contacto eléctrico y mecánico con el riel.

Los rieles de alpaca son malos conductores, pero los ensambladores de rieles son peores. Con el tiempo se aflojarán y el riel se oxidará. Es una buena idea utilizar alimentadores para cada pieza de riel y soldar juntas de riel en secciones cortas de riel.

Las señales de control de comando digital son ondas cuadradas y, en consecuencia, generan mucho ruido en todo tipo de frecuencias. Esto puede causar interferencias con varios dispositivos electrónicos, incluidos los aceleradores DCC a través del bus de cabina DCC. Aunque no es una regla estricta, el autobús de vía debe ubicarse aproximadamente a un pie de distancia del autobús de cabina.

Otra forma de reducir las interferencias es girar el autobús unas cuantas veces por cada pie aproximadamente. No gire tanto el autobús que resulte difícil conectar los alimentadores. Girar el bus también tiene el efecto de aumentar la fidelidad de la señal DCC. Al final de los buses largos, la onda cuadrada de la señal DCC puede distorsionarse y provocar un voltaje excesivo que podría dañar un decodificador. NCE Corp. sugiere colocar un amortiguador al final de un autobús largo. Digitrax no recomienda el uso de un amortiguador en su sistema.

Mientras cablea su diseño, pruebe con frecuencia su trabajo cortando los rieles en diferentes ubicaciones. Su amplificador DCC debería apagarse. Si no es así, verifique que tenga suficientes alimentadores de orugas. Dividir su bus de vía (y la vía encima de él) en secciones eléctricamente aisladas que estén alimentadas por impulsores adicionales o protegidas por disyuntores DCC facilitará el diagnóstico de cortocircuitos.