Gestor Bucle de Retorno

Ante la necesidad de instalar dos gestores de bucle de retorno en la maqueta, con vistas a obtener un sistema que evitara el cortocircuito y a ser posible reducir el coste que los sistemas comerciales (todos por detección de cortocircuito) tienen, alrededor de 50 € cada uno, realice búsquedas en internet, en muchos foros se plantean las soluciones mediante detectores de consumo, sistema muy habitual de detección en digital, y el uso de relés. En definitiva una solución clásica pero no me fue posible encontrar diseños de circuitos que integraran la solución.

Disponía de hace tiempo del diseño de un circuito bajado de internet para realizar este gestor mediante un relé, pero adolecía de un pequeño problema, los contactos de detección se basaban en asilar un pequeño tramo de vía tanto a la entrada como a la salida, dejando este tramo sin toma eléctrica, sirviendo los ejes de la locomotora como cierre del circuito, para H0 recomendaban aproximadamente 1,5 cms. No me gustaba la idea de dejar un tramo de vía sin corriente, las locomotoras más pequeñas o con pocos contactos podrían dar problemas, y hacer pasar otra alimentación eléctrica por la locomotora menos.

Púes manos a la obra, a fin de cuentas hacer detectores para digital con unos diodos y un optoacoplado ya lo estaba haciendo y aplicar esas salidas a una báscula que determinará la posición del relé no era un problema. Así que aquí presento un circuito sencillo y funcional. Se ha realizado con el programa KiCad, puede descargarlo en Kicad-pcb.org.

Su funcionamiento se basa en detectar consumo en la vía previa a la entrada del bucle,  y otro tramo de detección en las vías del bucle antes de la salida, que vuelva a invertir la polaridad. No se produce cortocircuito, aunque el sistema teóricamente solo admitiría la circulación en un sentido, el contacto con una vía de detección producido en sentido contrario o por fallo de detección activa el cambio de la báscula, y su funcionamiento se asimila en dirección contraria a un gestor comercial por cortocircuito.

esquema BR

El sistema recibe la alimentación de vía J-K por el Borne 1, por el  Borne 2 sale igual o invertido según situación del relé para alimentar el bucle de retorno. En los bornes 3 están los detectores, por el primero se alimenta el tramo aislado de la entrada, que actúa mediante los diodos en antiparalelo sobre el primer optoacoplado , este a su vez pulsa una entrada del integrado 4001, configurado como báscula (es decir una salida a 0 o 1 en función de 2 entradas como pulsadores, una señal en una entrada cambia la báscula y su repetición no afecta hasta recibir una señal por la otra entrada). El 4001 tiene conectada solo una salida mediante un transistor BC537 a un relé de dos contactos monoestable. Las dos salidas del 4001 son inversas, por tanto cualquiera de ellas podía ser empleada. En la conexión al relé de ha intercalado un transistor ya que de forma directa quemaría el 4001 por el exceso de tensión que lo atravesaría.

Por el otro Borne 3 se alimenta un tramo de vía aislado antes de la salida del bucle, lo que activa el segundo optoacoplado y este la segunda entrada del 4001, produciendo el cambio de estado de la báscula, cambiando el relé.

El circuito tiene una entrada para alimentación de 12v continua para el integrado 4001, la salida de los optoaoplados y la activación del relé, es decir la parte lógica del circuito. Podría emplearse la alimentación digital instalando un puente de diodos y un tiristor, pero prefiero reservar la alimentación digital del circuito.  La alimentación J-K digital solo alimenta las vías y los detectores.

conexión_BR Exif_JPEG_PICTURE

Los componentes necesarios:

9 Diodos 4007
2 Resistencias 15 Ohmnios
3 Resistencias 47 K
2 Optoacoplados
2 Zócalos 6 pines Opcional
1 Integrado 4001
1 Zócalo 14 pines Opcional
1 Transistor BC537
1 Relé 2 circuitos monoestable
1 Zócalo de relé Opcional
4 Bornes de 2 contactos

componentes_BR

El proyecto en KiCad puede descargarse de aquí.

El documento PDF con el funcionamiento, componentes y circuito se puede descargar aquí.

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