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ARGOMENTO: Gestione racchette

Gestione racchette 26/12/2014 08:33 #22157

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Il problema

Le racchette di ritorno (reverse loop) rappresentano un problema per un qualsiasi circuito ferroviario a due binari mentre i sistemi a tre binari (vedi Märklin) non ne sono affetti in quanto le rotaie sono poste ad un potenziale simmetrico (come al vero) e quindi non presentano cortocircuiti quando i binari si chiudono su loro stessi a formare una racchetta di ritorno come visibile in figura.

loop1

La soluzione "manuale"

Con il tempo sono stati inventati diversi modi per gestire una racchetta (loop) manualmente. Ad esempio, si può isolare la parte centrale della racchetta e collegarla ad un commutatore che invertirà la polarità del loop. Si può anche affidare il cambio di polarità alla posizione degli aghi dello scambio utilizzando a tale scopo un commutatore meccanico collegato al motore dello scambio stesso. Utilizzando sensori di rilevamento quali magneti, barriere infrarossi, rotaie di contatto etc etc. Tutte queste soluzioni vanno bene, ma in realtà sono più complicate di quanto dovrebbero, soprattutto se la racchetta è gestita in digitale. Perché? Come sappiamo, in DCC (ed altri sistemi digitali), la polarità delle rotaie non influenza la direzione del treno e quindi non abbiamo veramente bisogno di preoccuparci di quale essa sia, ma quello di cui  dobbiamo preoccuparci è di evitare l'insorgere di cortocircuiti per consentire la circolazione dei convogli senza che via sia una brusca fermata degli stessi. Al fine di gestire il funzionamento generale nel modo più corretto possibile in digitale abbiamo bisogno di un piccolo modulo elettronico che si occuperà della gestione della racchetta  al nostro posto e a tale scopo in commercio e nell'elettronica amatoriale troviamo 2 tipi di gestori racchetta tra cui poter scegliere: 

Moduli di gestione basati sul rilevamento di cortocircuito

Il principio che sta alla base di questi tipi di modulo e quello di combattere il fuoco con il fuoco ovvero utilizzare il corto circuito per controllare il cortocircuito stesso.

  • Il loop è isolato dal resto del circuito ed il modulo di gestione lo controlla totalmente
  • Il loop è sempre sotto tensione con polarità dipendente dalla direzione dell' ultimo convoglio transitato al suo interno.

Funzionamento: Quando un convoglio entra nel loop le sue ruote, passando sopra il punto isolato, creano un cortocircuito che viene rilevato dal modulo di gestione il quale si occupa di invertire la polarità del loop stesso praticamente istantaneamente. Quando un convoglio esce dal loop avviene un altro cortocircuito quindi il modulo di gestione si occuperà di invertire nuovamente la polarità del loop. Questo tipo di modulo (usato sul nostro modulare fino ad oggi) è considerata si semplice ma anche "problematico" in quanto influisce pesantemente sulla gestione dei cortocircuiti da parte della centrale o dei booster tant' è che nel tempo alcuni guasti a questi moduli hanno provocato il fermo totale del plastico modulare durante alcune manifestazioni.

loop2

Modulo di gestione basato sul rilevamento di presenza

Il secondo tipo di modulo di gestione racchetta che possiamo trovare in commercio e nell'elettronica amatoriale è basato sulla rilavazione della presenza di un convoglio all'ingresso o all'uscita del loop.

Questo è il suo principio di funzionamento

  • Nel loop vengono ricavate due zone, solitamente non alimentate, di entrata/uscita.
  • Quando un convoglio entra nel loop le sue ruote, creando un corto circuito, alimentano la zona di rilevamento e questo impulso verrà utilizzato dal modulo di gestione per invertire la polarità del loop.
  • Quando un treno raggiunge la zona di rilevamento opposta il modulo si occuperà di invertire nuovamente la polarità del loop.

loop3

Come avrete potuto notare l'intero processo avviene senza che esista un cortocircuito che possa influenzare la centrale digitale o la rilevazione dei cortocircuiti da parte di eventuali booster connessi al tracciato. Ad oggi infatti questo è il metodo considerato "più sicuro" per gestire automaticamente una racchetta di ritorno in digitale e non solo. L'unico neo che possiamo imputare a questo tipo di gestione è quello di "rubare" spazio alla lunghezza massima del convoglio che può essere gestito perchè come tutti sappiamo una racchetta deve poter contenere al suo interno il nostro convoglio più lungo.

Nulla impedira` al sole di sorgere ancora, nemmeno la notte piu buia, perche` dietro alla nera cortina della notte c’e` un’alba che ci aspetta
Ringraziano per il messaggio: Massimo Benini

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Gestione racchette 26/12/2014 09:59 #22158

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Le ultime manifestazioni hanno visto nuovamente l'insorgere di un guasto ad uno di questi moduli (lenz lk100) che ci ha fatto diventare matti per una buona mezzoretta quindi ho deciso, come per i booster, di realizzarne alcuni al nostro interno in modo tale che in primis possanno essere riparati ed in seconda battuta che possanno funzionare anche in analogico in modo tale che possano essere usati anche da chi non ha il proprio plastico funzionante in digitale. Queste sono le premesse che mi hanno portato a scegliere di progettare e realizzare la progettazione di un circuito di tipo a rilevamento:

Questo il circuito stampato:

Il funzionamento è molto semplice e si basa tutto su un relè bistabile a doppia bobina. Il circuito di rilevamento è composto dai diodi da D3 a D6 che filtrano solo gli gli impulsi positivi sia in dcc che in analogico nel momento in cui una ruota o un carrello alimentano le rotaie della zona di rilevamento. Questo impulso positivo porta in saturazione il transistor conseguente che a sua volta alimenterà la relativa bobina del relè che si occuperà, se necessario, di invertire la polarità delle rotaie del loop. I costi, se non facciamo realizzare il circuito stampato industrialmente, dovrebbero essere contenuti sotto i dieci eurozzi.
Penso che con qualche piccola modifica lo stesso principio di funzionamento potrà essere applicato al circuito del tram presente sui moduli romani...
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Gestione racchette 26/12/2014 10:09 #22159

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Bravo Marco,
molto interessante.
La gestione di un nodo come da figura seguente, come potre realizzarla con il controller di rilevamento?

Allegato non trovato

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Gestione racchette 26/12/2014 10:31 #22160

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Sul modulare nel modulo tanga lo stiamo gestendo così:


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Gestione racchette 27/12/2014 20:24 #22199

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Marco Gallo ha scritto: Le ultime manifestazioni ... i dieci eurozzi.
Penso che con qualche piccola modifica lo stesso principio di funzionamento potrà essere applicato al circuito del tram presente sui moduli romani...


Ciao Marco, per quale tipo di automatismo?

(es.: uno si ferma, l'altro riparte o anche per eventuali fermate intermedie? il senso di marcia penso possa anche essere sempre lo stesso, tipo "circolare")

Grazie, Fabrizio
fermodellista più Fs possibile

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Gestione racchette 28/12/2014 00:42 #22204

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beh questo modulino di fatto inverte la marcia quindi direi un tram che gira in un senso e uno nell'altro come era il progetto originario mi sembra. per la fermata intermedia la si può fare con un semplice timer.
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Gestione racchette 04/01/2015 18:56 #22435

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Il primo prototipo è stato realizzato ed è perfettamente funzionante sia in digitale che in analogico ora non rimane che stabilire quanto deve essere lunghe le areee di contatto.
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Gestione racchette 08/01/2015 12:53 #22519

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Grazie Marco, queste sono spiegazioni veramente salutari per neofiti ignoranti come me! :P :P

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Gestione racchette 08/01/2015 16:52 #22524

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Le tratte di rilevamento quindi non sono alimentate ma prendono solo corrente dal cortocircuito dal ponte che fanno due assi se elettricamente collegati?

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Gestione racchette 08/01/2015 17:17 #22526

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Esatto, ed in una loco sono sempre collegati, l'unica preoccupazione potrebbe essere per locomotive tipo kof o trattorino svizzero con il passo carrello corto. In H0 è stato calcolato che quelle tratte debbano essere comprese tra i 50 e i 100mm in N penso andranno calcolate in modo che siano lunghe forse un po' meno della metà, queste sono prove empiriche da fare al banco anche non credo anche fossero tratte cortissime, tipo 15mm, possano dare grossi problemi-
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Gestione racchette 08/01/2015 17:38 #22527

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infatti pensavo proprio a tratte minori del passo di un koff.

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Gestione racchette 09/01/2015 16:01 #22550

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A naso, vededo la soluzione (molto interessante!), la tratta breve da problemi solo se il modulo non commuta. Se il modulo funziona, ora che la locomotiva ha superato la tratta isolata, il corto non c'è più e questo anche se la tratt aè di soli 15mm.
Fare o non fare. Non c'è provare.

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Gestione racchette 10/01/2015 11:00 #22600

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Un pensiero a livello puramente teorico (il classico volo pindalico).
seziono la racchetta in 3 pezzi: uno lungo centrale, più due relativaente brevi (20-30cm) ai due capi.
  1. Il sezionamento breve ha la polarità dell'entrata nella racchetta.
  2. quando il treno entra sul sezionamento corto (rilevamento dell'occupazione), il sistema cambia la polarità del lungo centrale adattandola alla polarità del segmento breve
  3. quando il treno ha liberato il sezionamento breve, il sistema inverte la polarità della tratta lunga
Ci sarebbe una breve interruzione di alimentazione durante l'inversione di polarità sulla tratta lunga, ma non ci sarebbero cortocircuiti e sicuramente il gioco funziona esclusivamente in digitale.
Magari è un'eresia, ma qualcuno ha già fatto prove in questo senso?
Fare o non fare. Non c'è provare.

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Gestione racchette 10/01/2015 13:00 #22608

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Le tratte di rilevamento non sono alimentate, servono, oltre che far passare l'impulso di commutazione, solo ad isolare il loop dalla alimentazione principale proprio per non dover essere costretti a rilevare un corto circuito.

Il funzionamento è semplice (riprendendo il volo pindarico):

1) il sezionamento corto viene polarizzato dal treno in ingresso in quanto non è alimentato
2) nel momento in cui il treno entra sul sezionamento corto il primo impulso positivo fa polarizzare il sezionamento lungo (loop) adattandolo alla polarità del binario principale a seconda del senso di marcia del treno.
3) quando il treno libera il sezionamento breve non avviene più alcuna commutazione. Perchè la polarità del sezionamento lungo (loop) cambi un'altra volta un treno deve entrare nel sezionamento corto opposto a quello da cui è appena transitato.

Le locomotive non dovrebbero aver problemi in quanto almeno un carrello sarà sempre alimentato. Al contrario un problema di blocco momentaneo dell'alimentazione lo vedo solo su carrozze illuminate che usano il metodo fleischmann per portare corrente all'interno delle carrozze ovvero un polo su un carrello e l'altro polo sull'altro carrello.

Naturalmente rimane valida la regola aurea delle racchette di ritorno: il loop deve essere lungo tanto da poter contenere il nostro treno più lungo.
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Gestione racchette 10/01/2015 13:38 #22609

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Il principio con i sezionamenti non alimentati mi era chiaro, la mia riflessione puramente teorica andava nella direzione di avere tutte le sezioni alimentate (per non avere difficoltà con i passi corti)e di escludere i CC.
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Gestione racchette 10/01/2015 13:58 #22614

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Capisco ma a quel punto usi un circuito a rilevamento di corto tipo lk100 lk200 ar-1 et similia, le tratte di rilevamento non sono più necessarie.
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Gestione racchette 23/03/2016 22:14 #30759

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Finalmente un LOOP sia analogico che digitale.
Se un mio amico non risolve con un LOOP che funziona con il rilevamento di corto, gli faccio questo.
Le tratte di rilevamento vanno bene 50 mm in H0 da quanto ha riportato Marco.

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Gestione racchette 24/03/2016 02:49 #30767

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Penso di si anche se in h0 magari le farei un tantino più lunghe giusto per dare il tempo al relè di esaurire i rimbalzi dopo l'eventuale commutazione.
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Ringraziano per il messaggio: Daniele Pulcini

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Gestione racchette 15/05/2019 22:48 #39580

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Dopo un pò di tempo ho realizzato per un amico il modulo racchetta per farlo funzionare in DC.
Non c'è verso di farlo funzionare... :angry: :angry: :angry: :angry:
Ma le resistenze sono da 47 K o 4K7 ??

Grazie

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Gestione racchette 16/05/2019 06:51 #39581

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Ciao Daniele, le resistenze sono da 4,7k. (o 4k7 che dir si voglia) Il circuito è talmente semplice che non dovresti avere problemi. Io ne ho realizzato uno solo e l'ho dato ai nostri romani per utilizzarlo sulla parte analogica del tram.
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