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: