Diamo vita al plastico: i primi collegamenti elettrici.

 

Collegamenti in via di stesura sul mio plastico

Ci eravamo lasciati mesi fa con l'ovale impostato.

Una scelta importante da fare è l'alimentazione dei rotabili.

Capiamo una cosa. Come molti modelli, anche i treni funzionano ad energia elettrica. Generalmente la tensione di alimentazione è attorno ai 12V. In alcuni casi si arriva a 15 o 16V.

Le scuole di pensiero nel fermodellismo, riguardo all'alimentazione sono fondamentalmente 3.

1. Sistema a Corrente Alternata, 3 Rotaie, utilizzato da Marklin, molti produttori propongono i propri modelli con questo titpo di alimentazione.

2. Sistema a Corrente Continua, 2 rotaie. 

3. Sistema digitale, detto anche DCC. In questo caso sui binari viaggia una tensione di alimentazione ad onda quadra che, oltre alla tensione necessaria per far funzionare i modelli, trasporta anche i dati che verranno interpretati dai vari decoder per far funzionare sia le locomotive o i rotabili, che gli accessori, come scambi, luci, altre utenze che possono così essere gestite tutte da un unico sistema digitale, appunto.

Personalmente, dopo aver usato per anni il sistema a corrente Continua, sono passato al sistema DCC e ne sono un convinto sostenitore.

ATTENZIONE! 

Digitale non vuol dire assolutamente gestione automatica del plastico, tutt'altro.

Il digitale permette di gestire autonomamente ogni rotabile, accessorio, sistema. Ma per attivare degli automatismi sono necessari molti componenti.

Al livello base, una centralina, un decoder montato sulla locomotiva ed un decoder scambi possono permettere un notevole divertimento, senza alcun automatismo. 
Saremo dei veri macchinisti, in grado di guidare il nostro treno come i macchinisti di qualche tempo fa, senza sistemi di sicurezza che veglino sul nostro operato. Quindi se decidessimo di passare col rosso... responsabilità vostra.

Rimanendo sempre alle cose semplici, il digitale permette, almeno a livello iniziale, di gestire tutto, ma proprio tutto, con 2 semplici fili. 

Sì due fili, ma chiariamo subito. Può andare bene per l'ovalino di pochi metri di binari, con un paio di scambi, e due treni.

E' vero che le centraline digitali anche più semplici attualmente in commercio erogano fino a 3A, sufficiente per gestire anche una decina di treni, ma capite bene che gestire 10 treni comincia ad essere complicato.

Ecco che in questo il DCC ci vieni incontro. grazie a sensori, decoder, software ci permette di arrivare ad un elevatissimo grado di realismo.

Un passo alla volta. 

Come detto i sistemi di alimentazione sono fondamentalmente 3. In ogni caso ci sarà un alimentatore o trasformatore che convertirà la tensione di rete presente in casa (di solito 220/240V 50Hz in Italia) nella tensione di alimentazione necessaria al funzionamento del plastico.

Collegare la centrale, sia essa Marklin, DC o DCC è semplice. Due fili di sezione adeguata e si arriva al binario.

Per cominciare vanno benissimo i binari con i morsetti di collegamento, ma, per chi vuole arrivare ad un maggiore realismo, i fili non si devono vedere. Quindi, foro nel supporto sotto alle rotaie e filo saldato sotto al fungo con un po' di stagno ed uno stagnatore a punta.

Edifici: la stazione di Ugovizza -parte1

Ci sono giorni in cui lascio da parte la progettazione e la costruzione del plastico, inteso come strutture e binari, per dedicarmi alle varie componenti del paesaggio. 

In particolare, gli edifici. Stazioni, rimesse, palazzine varie saranno, in parte, autocostruite partendo da fogli di forex.

Questo materiale plastico è ottimo per il modellismo. Si taglia facilmente con un bisturi e si incide con un punteruolo o uno spillo.

Qualche anno fa avevo realizzato la rimessa locomotive a due vie, con fosse di visita e piccolo locale annesso. Aveva trovato posto sul precedente plastico ed ora sarà parte del nuovo deposito locomotive che andrò a realizzare.

La storia della costruzione di questo edificio l'ho raccontata in questa pagina: Rimessa Locomotive ed in quest'altra Rimessa Locomotive 2

L'edificio risale al 2015 e necessita ancora di qualche intervento per essere completato, come le porte, le finestre, alcune finiture al tetto e le gronde.

Non mi convincono ancora del tutto le parti in mattoni.

Tornando ai lavori più attuali, in questo periodo mi sto dedicando alla stazione di Ugovizza.

Oggi la stazione della vecchia linea Pontebbana non vede più il transito dei treni diretti o provenienti dall'Austria, ma frotte di ciclisti che scendono dalle alpi verso il mare lungo la ciclovia AlpeAdria.

Come la stazione di Chiusaforte, quella di Ugovizza sta vivendo una seconda giovinezza come punto di ristoro per le migliaia di cicloamatori che ogni anno percorrono questa splendida via.

Per me ha anche un legame affettivo. E' in questa piccola stazione che negli anni '50 del secolo scorso, mio nonno prestava servizio come capostazione. E qui vicino, nella casa dei ferrovieri, mia madre ha passato i primi anni dell'infanzia.

D'obbligo, quindi, riprodurla in scala.

Ecco i primi passi della costruzione:

Le pareti sono in forex da 5mm, tagliato con un bisturi ed inciso con un punteruolo.

Le pietre sopra a porte e finestre sono realizzate con forex da 1mm che verrà levigato e irruvidito.

All'interno realizzerò anche i solai ed i muri divisori per creare gli ambienti in cui è divisa la stazione.

Sul lato posteriore, ancora da completare, costruirò la cabina che ospitava l'ACE di comando della stazione.

Novembre 2020: potenza per gli scambi Peco e modifiche al progetto

La pagina del diario di oggi è dedicata ai lavori portati a termine nella prima metà del mese di novembre.

Circuiti a scarica capacitiva

Sono finalmente arrivati tutti i componenti e Alberto è riuscito a completare il montaggio dei circuiti a scarica capacitiva per dare agli scambi peco una "botta di energia"

Cosa sono i circuiti a scarica capacitiva? Di fatto sono degli accumulatori di potenza che viene erogata al solenoide nel momento in cui c'è il comando da parte del decoder.

I motori per scambi Peco sono notoriamente avidi di corrente nel loro funzionamento. Spesso capita 
che le uscite dei decoder per accessori non riescano a fornire la corrente sufficiente ad una corretta
deviazione degli aghi dello scambio.
Il circuito qui descritto viene in aiuto fornendo una interfaccia tra il decoder ed il motore dello
scambio. La topologia del circuito, peraltro ampiamente nota, utilizza la carica immagazinata in un
condensatore per alimentare gli avvolgimenti del motore dello scambio, questo permette di ridurre
notevolmente la corrente istantanea richiesta all’alimentazione.

La figura mostra il circuito per uno scambio. Il connettore a tre poli a sinistra deve essere collegato
all’uscita del decoder con il polo centrale comune. Il decoder comanda i due relè a seconda della
direzione di commutazione dello scambio. Sul connettore in uscita (a destra) deve essere collegato
il motore dello scambio con il connettore centrale comune.

In condizioni di riposo, il condensatore C2 si carica alla tensione di alimentazione tramite le
resistenze (R1 e R3) e tramite le bobine del motore dello scambio. Trascurando l’impedenza delle
bobine, il tempo di carica del condensatore C2 si può calcolare come segue:

3 τ=3 ⋅R⋅C=3 ⋅(R1 ∥R3 )⋅C2=3 ⋅110Ω⋅2200 μ F=0,726 s

Pertanto dopo un azionamento è sufficiente meno di un secondo affinché il circuito sia pronto per
una nuova deviazione.

Quando viene azionato uno dei due relè, l’energia immagazinata nel condensatore C2 si scarica
sulla bobina corrispondente del motore.
Non è necessario che la durata dell’impulso di comando sia tanto lunga, un secondo è
abbondantemente sufficiente, la scarica del condensatore è pressoché istantanea rispetto alle
tempistiche del sistema.
Qualora l’impulso di comando duri più lungo la resistenza rimarrebbe collegata direttamente
all’alimentazione per un tempo che rende non trascurabile la potenza in essa dissipata.
Considerando una tensione di alimentazione di 14 V in corrente continua, si calcola la potenza
dissipata da ogni resistenza:

PR=R⋅ I 2=R⋅(Vcc/R )²=Vcc²/R= 14²/220=0,89W

È necessario quindi, che le resistenze siano da 1W, meglio ancora da 2W, per evitare il minimo
riscaldamento anche in relazione alla tipica posizione di installazione del circuito.

Il diodo D1 ed il condensatore C1 permettono di alimentare il circuito anche in corrente alternata,
infatti essa viene rettificata dal diodo e livellata dal condensatore. Quest’ultimo ha anche la
funzione di ridurre i disturbi indotti sulla linea di alimentazione dovuti alla scarica del condensatore
C2 sulla bobina del motore dello scambio.
La tensione di alimentazione deve essere compresa tra i 10 V e i 20 V in corrente continua, tra i 7 e
o 14 V in corrente alternata. È opportuno non superare il valore massimo per non avvicinarsi troppo
alla massima tensione di lavoro dei condensatori.
Per un funzionamento affidabile con i motori per scambi Peco si consiglia di alimentare il circuito
con 16-18V in corrente continua oppure 14V in corrente alternata.

I relè sono da 12 V pertanto la tensione di uscita del decoder dovrebbe essere compresa tra 12 e
14V, continua o alternata.
La basetta è stata progettata per comandare 2 scambi. La figura che segue rappresenta lo schema dei
collegamenti.

Il risultato finale è ottimo, gli scambi si muovono con precisione e non ci sono più mancati movimenti con conseguente instradamento errato dei treni.

Livello 0: cosa cambia

La progettazione del plastico, come la sua costruzione, non hanno mai fine. Si può dire di aver raggiunto un punto di compromesso, fino al momento di riprendere in mano il progetto e cambiare qualcosa.

E così è stato. Questa volta ho concentrato l'attenzione sulle linee che partono dalla stazione principale, per raggiungere le due stazioni nascoste e la linea secondaria.

C'erano alcuni punti che non mi convincevano: la linea RFI aveva curve troppo strette, mancava di un rettilineo dove i treni potessero aumentare un po' la velocità. In più, sul lato sinistro del plastico c'era poco spazio tra la linea Italiana e quella Austriaca, che correvano praticamente parallele a pochi centimetri di distanza, seppur su quote differenti.

Non avendo spazio per aumentare il percorso a vista, ho deciso di ottimizzare quello che c'è, dedicando ogni lato ad una nazione.

Lato Italia

Uscita sud della stazione con il deposito locomotive e le linee italiane

Entrando nella stanza, il visitatore troverà alla sua sinistra la parte italiana del plastico. Un ampia curva porterà i treni dalla stazione verso la linea principale. A nascondere la parte più stretta della curva una galleria con il forte della prima guerra mondiale. 

Dopo la curva, un sovrappasso e, a seguire, il rettilineo con palificazione tipo AV.

Uscita nord verso l'Austria, la nuova stazione di Ugovizza ed il paesino

Di fronte a sé, la zona austriaca e la linea secondaria. 

La linea OBB mantiene l'andamento originale, cambiando solo leggermente l'ingresso in galleria. La linea passerà sul retro del plastico, lasciando libero accesso alla stazione nascosta del livello -1.

La linea secondaria ha avuto le modifiche più importanti: La stazione di Ugovizza, prima posta dietro alla stazione principale, è stata spostata sulla penisola, per avere accesso in sicurezza alla stazione in caso di necessità. 

Dietro alla stazione principale resta un raddoppio, con una fermata. In questo modo la linea secondaria servirà 2 località, con la possibilità di incroci che renderanno più interessante il movimento.

Livello -1: linee di corsa

E sottoterra? Anche qui un cambiamento importante. Le due linee, una volta sparite alla vista, si spostano sul retro del plastico, lasciando libero l'accesso alla stazione nascosta Austria e aumentando la lunghezza dei binari. 

Con questa modifica le pendenze scendono al 21‰ massimo, con un aumento di prestazione per le locomotive.

le linee RFI ed OBB

Ecco infine lo stato attuale del progetto dei livelli a vista: