Problema rilevamento treno

Discussioni inerenti l'esecizio, l'installazione e la gestione di sistemi digitali per il modellismo ferroviario.

Moderatore: Seba55

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Marco Fornaciari
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Re: Problema rilevamento treno

#16 Messaggio da Marco Fornaciari »

Allora le ragioni per evitare (vietati) gli anelli nelle alimentazioni sono diverse, alcune elettrotecniche altre elettroniche.

Ma vediamo prima le principali ragioni elettrotecniche che in impiantistica da alcuni decenni li vietano.
Storia
Fino a circa fine degli '70 (a memoria) nelle distribuzioni industriali di piccole e medie dimensioni si usava fare l'anello, di fatto faceva solo risparmiare filo di rame riducendo anche della metà la sua sezione, però al tempo le potenze impegnate erano di modesta entità. Questo tipo di distribuzione ha però un grande problema, se si interrompe l'anello nel punto sbagliato (cioè sempre) in almeno dei due rami circola una corrente eccessiva per la sezione del filo, quindi si arriva al surriscaldamento e pure all'incendio.
Con la prima elettronica di potenza (macchine con motori in corrente continua, specialmente le macchine utensili) sono sorti anche altri problemi (in ogni caso già noti in altre installazioni): le armoniche e i picchi di corrente per via delle regolazioni PWM, poi sono arrivati anche i primi inverter.
Da qui il divieto degli anelli, e l'uso di configurazioni diverse per la distribuzione dell'energia.

Ora veniamo ai principali problemi elettronici.
L'elettronica, anche se alimentata in corrente continua, in tanti casi gestisce correnti alternate o pulsanti, ovvero treni di onde quadre in informatica e pure nei nostri trenini digitali DCC o altro sistema che sia.
Come sappiamo (o dovremmo sapere) una corrente che varia in continuo da 0V a +V oppure da -V a +V può essere manipolata dalle macchine elettriche o trasmessa via etere per via del campo magnetico variabile che genera.
Per utilizzare adeguatamente la corente e il suo campo magnetico generato si creano delle spire, da cui i trasformatori e i motori da una parte, i magneti e le antenne in fonia, sorvolo su altri usi più complessi.

Riassunto molto riassuntivo.
Tutte le correnti variabili in continuo una volta entrate in una spira, o serie di esse, iniziano a girare lì dentro amplificandosi (prendiamo il concetto per buono altrimenti ci perdiamo) e per induzione vengono trasmesse all'ambiente circostante, quindi creano anche disturbi.
Questo principio, ovvero l'induzione elettromagnetica, ad esempio è utilizzato per ricaricaricare le batterie apparecchiature senza collegamento (es. telefonini) o meglio ancora nei trasformatori e nei motori.
Quindi creando un anello di alimentazione creiamo una spira in aria, che crea un campo magnetico, che crea tensioni e correnti indotte.

Ora veniamo ai nostri trenini in digitale.
Se per qualche ragione in digitale (ma a volte anche in analogico) creiamo un anello è normale che sia creino problemi a:
- sezionamenti di zone del plastici
- rilevamento con sensori ad assorbimento
- distrurbi sul segnale digitale, tipicamente se la lunghezza di tutto il cablaggio, binari compresi, supera i 121 metri (armoniche e numeri primi e impedenze dei circuiti, praticamente 11x11, studiato troppo tempo fa).

Da elettrotecnico utilizzatore dell'elettronica di potenza (i MW sono una cosa normale) sui plastici sia digitali sia analogici suggerisco sempre questo tipo di alimentazione:
- tratte di binario di circa 1,8 m (tipicamente due binari fressibili)
- ovvero tratte più corte dove serve
- alimentazione al centro nelle tratte più lunghe
- alimentazionea ad un estremo, o dove possibile, nelle tratti più corte
- rotaie entrambe isolate per ogni tratta di alimentazione
a seconda della topografia del plastio o/e delle sue parti
- dorsale che segue i binari
- o morsettiere di zona dove derivare le singole alimentazioni.
Con questo tipo di cablaggio l'anello si forma solo quando le ruote sono a cavallo del sezionameto, o quando a cavallo c'è un veicolo con presa corrente su tutti gli assi, è inevitabile e non crea tipicamente problemi (salvo altre magagne nei cabaggi o nelle apparecchiature).


Inutile, fare delle dorsali lunghe con fili di grande sezione, superati i 30 m anche con filo da 4 mmq la caduta di tensione è eccessiva se passano tutti i 5 A delle centraline più performanti.
Fino a 50 metri anche un treno che assorba 1 A a 16 V e filo da 1,5 mmq si ha una caduta di tensione di 0,65 V pari al 4% quindi inferiore al tipico 10% di tolleranza.
Pertanto meglio tante morsettiere di derivazione e distribuzione a stella.
Qui tipici valori di resistenza al km di alcune sezioni utilizzate nei plastici:
- 0,5 mmq = 39 ohm
- 0,75 mmq = 26 ohm
- 1,0 mmq = 19,5 ohm
- 1,5 mmq = 13,3 ohm
- 2,5 mmq = 7,98 ohm
- 4, mmq = 4,95 ohm
Quindi con la legge di Ohm si calcola la caduta di tensione:
Caduta di tensione V = Resistenza/km : 1000 x metri filo di alimentazione x corrente circolante A

Da cui la percentuale di caduta di tensione:
% = Caduta di tensione V : tensione alimentazione X 100.

A fronte di quanto sopra affinchè i circuiti di rilevamento treno tramite il riconoscimento del passaggio della corrente abbisogna che siano cablati correttamente e che il loro comune sia quello di solo quella zona del plastico: è vero che la tensione è la stessa, ma la corrente si distribuisce secondo le leggi di Kirchhoff, quindi i sensori potrebbero non funzionare a dovere.
Ovviamnte questo porta ad uno spreco dei sensori commerciali digitali ad un comune per 8 rilevamenti, in questo caso, ma personalmente ritengo sempre, conviene realizzare tanti piccoli circuiti singoli con: diodi, resistenze e optoisolatore, quindi collegare l'uscita dell'optoisolatore al decoder digitale; così facendo ogni singolo rilevamento è completamente indipendente e non crea problemi al resto del plastico, la manciata di € in più sono ben spesi.
Certo che l'ovale con raddoppio e due tronchini non è fonte dei problemi in oggetto di discussione.
Saluti
Marco Fornaciari
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andreachef
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Re: Problema rilevamento treno

#17 Messaggio da andreachef »

Marco grazie della risposta , semplice ma chiara
rotaie entrambe isolate per ogni tratta di alimentazione
ecco ..questo non lo sapevo e non l'ho fatto...
o morsettiere di zona dove derivare le singole alimentazioni.
..e questo neppure ... :cry: :cry:

..però oggi ho fatto una prova e funziona :
ho messo un diodo per impedire che ci sia un ritorno , in quello che nel mio disegno e il filo giallo che alimenta la rotaia dello scambio : ora nella posizione di corretto tracciato , ponticellando la rotaia dello scambio con quella del tronchino , il sensore rimane spento ;
fatto diverse prove con i treni , nessun funziona tutto .
Andrea

Marco Fornaciari
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Re: Problema rilevamento treno

#18 Messaggio da Marco Fornaciari »

Elettricista fai da te: ahi, ahi, ahi :P

In ogni caso prendi 10000 fra periti ed ingegneri, conti sulle dita di una mano quanti sanno o/e hanno imparato quanto ho scritto.
Se non hai espressamente lavorato in certi ambiti e vissuto quei problemi non lo sai, e io ai primi tempi c'ero e mi interfacciavo con progettisti di tali apparecchiature e pure tecnici dell'Enel che avevano enormi problemi per via del tipo di distribuzione in voga al tempo anche sulla media tensione (10-15-20 kV).

Sì, ma di fatto con ill diodo ti funziona per caso.
La tensione ai binari è bipolare, pertanto con un solo diodo blocchi una sola polarità mentre l'altra passa. **
Probabilmente ti funziona poiché da qualche parte nel decoder c'è un circiuto di ritardo/filtro/polarizzazione, non è detto che duri per sempre e che vada bene per tutti i treni.


**
Ma se cambi centralina o booster non è detto che funzioni ancora.
Purtroppo il digitale non è una norma ferrea, le migliori centraline in uscita hanno una tensione bipolare simmetrica in tensione, altre no, alcune economiche in uscita hanno una tensione unipolare.
Con uscita unipolare, tra l'alro alcune funzionalità non ci possono essere.
Saluti
Marco Fornaciari
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Senialas
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Re: Problema rilevamento treno

#19 Messaggio da Senialas »

andreachef ha scritto:
rotaie entrambe isolate per ogni tratta di alimentazione
..entrambe isolate da cosa?

Marco Fornaciari
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Re: Problema rilevamento treno

#20 Messaggio da Marco Fornaciari »

Ecco il link con lo schema di cablaggio dei sensori di rilevamento che evita funzionamenti indesiderati
https://www.dropbox.com/s/r8xn8kvik1f4r ... J.jpg?dl=0

Nel mio costruendo plastico sarà così, i sensori avrano due uscite a contatti puliti di relè: i relè a due contatti li ho in casa da decenni, ed è la miglior soluzione.
Saluti
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Re: Problema rilevamento treno

#21 Messaggio da Senialas »

Buon schema di cablaggio per rilevamento del treno (che sia il migliore è un'opinione tua personale).
Secondo me non è necessario isolare la rotaia rossa del tuo schema. Sul mio plastico infatti non ha sezionamenti e le rilevazioni sono impeccabili, senza errori da più di 8 anni. Considera che viene rilevato un carrettino con un assale Roco con resistenza da 18kOhm ca 1mA di assorbimento).
Io non ho relé e ritengo che le schede elettroniche, senza parti in movimento e usura dei contatti, nel tempo siano più affidabili. Poi se tu hai i relé, vanno bene anche quelli.

Marco Fornaciari
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Re: Problema rilevamento treno

#22 Messaggio da Marco Fornaciari »

Non è una opione è un dato di fatto, tra l'altro preteso normativamente in certi contesti, ferrovie reali comprese.
Anche per questi motivi i CdB reali sono accopiati con trasformatori, o in ogni caso isolati galvanicamente.
Correzzione
Che un cablaggio diverso per questo tipo di rilevamento funzioni è certo fin tanto che non ci sono guasti o/e problemi di cablaggio o alle apparecchiature: un problema in un punto si ripercuote sugli altri.

Ripeto, in questi casi a comandare sono le leggi di Kirchhoff.
Gli schemi proprosti dai produttori di apparecchiature per i trenini sono roba per elettricisti da impianto di casa o poco più, già nel terziario non si fanno e tanto meno nell'industria (dalle mie parti, in campagna li chiamano lucini).
Le leggi dell'elettrotecnica non si stravolgono collegando due fili con un morsetto piuttosto che con il nastro isolante.

Così per la cronaca, nell trasmissione dati la fibra ottica da decenni è impiegata appunto perchè non c'è altro modo per eliminare problemi di questo tipo.
Ultima modifica di Marco Fornaciari il giovedì 18 agosto 2022, 21:42, modificato 1 volta in totale.
Saluti
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Re: Problema rilevamento treno

#23 Messaggio da Marco Fornaciari »

Fatta correzzione, pare voglia negare quanto scritto sopra.
Mi scuso ma mentre scrivevo è suonato il telefono ... appunto per un problema simile, e pure nuovo per quell'hardware. :?

Fateci caso, ma negli schemi poposti dai vari produttori la rotaia non sezionata e il comune che alimenta i tratti sezionati hanno sempre una sola e unica origine.
Se l'origine cambia vi mostrano sempre il doppio sezionamento sulle rotaie.
Non conta che l'origine sia un altro alimentatore, potrebbe essera anche un altra protezione: fusibile o interruttore automatico (qui entriamo nel tecnico, ma la materia è chiara e pure normata).
Ma questi sono gli schemi di princio generale da rispettare, poi vanno adattati al proprio plastico, e il connubbio tra piano dei binari e distribuzione dell'alimentazione va studiato bene se si vogliono installare automatismi e alimentazioni separate.
Anche in analogico se si vogliono fare trattte di rallentamento e accelerazione in concomitanza dei segnali bisogna rispettare alcune regole ... guardacaso simili a quelle del DCC.
E se s'intente avere treni che prendono corrente per tutta la loro lunghezza bisogna tenerne conto e prevedere tutto prima.
Poi non dimenticate, la tensione posso tentare di mandarla dove voglio, la corrente no. (I fulmini sono una cosa diversa.)

Anche se alla fine i vari circuiti si uniscono nelle paline conficcate nel terreno, c'è differenza tra: 0 V, massa, terra, equipotenziale, neutro, questi cinque concetti non sono sinonimi.
Già equipotenziale dice che degli oggetti hanno lo stesso potenziale, ma può essere 0 V come 1000 KV.
Allo stesso modo la massa non è sempre 0 V, lo vediamo nel DCC dove la massa è bensì il +12/18 V.

Altro esempio di circuiti non "casalinghi" lo vediamo nelle linee ferroviarie alimentate in CA (in Italia le AV) e derivate dalla rete primaria ad alta tensione trifase, al treno arrivano 25 kV in realtà la tensione di linea a da considerarsi 2 x 25 kV quindi in realtà 50 kV (in rete trovate tutta la descrizione).

Poi ci sarebbero altri esempi, tipo un particolare collegamento dei trasformatori trifasi dove al primario si alimenta con una trifase e dal secondario si preleva una monofase senza la presenza del "neutro".
Le nostre locomotive trifasi del secolo scorso sono "una fiera" di macchine elettriche e collegamenti particolari, ma al tempo o così o niente trifase.
Giusto per saperlo al tempo del trifare sulle rotaie c'erano 3600 V e non 0 V, ma se si tocca solo li non si prende la scossa (a tensioni più alte si può anche prendere la scossa o rimanere fulminati, ma qui bisogna tirare in ballo anche i metereologi e i medici).
Gli stessi inverter di oggi sono un'insieme di collegamenti interni che il non addetto ai lavori non immagina e comprende (che poi anche lì ...).

Infine, all'elettricista fai da te che installa un interruttore differenziale in casa (il salvavita in gergo popolare) spesso capitano due cose:
- il differenziale scatta anche "apparentemente" senza carico
- non scatta mai.
In entrami i casi i cablaggi non sono fatti correttamente e non sono rispettate le origini delle tensioni, e la corrente passa da una parte diversa da come si pensa.
Saluti
Marco Fornaciari
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Re: Problema rilevamento treno

#24 Messaggio da Zampa di Lepre »

Allo stesso modo la massa non è sempre 0 V, lo vediamo nel DCC dove la massa è bensì il +12/18 V.
OT ... Una precisazione ... perché quanto sopra è assai fuorviante:
All'interno del decoder la massa o meglio i 0 volt (come indicato sui bugiardini) è sempre corrispondente al - dell' uscita del ponte raddrizzatore... Che sia la "massa" è indubbio perché le uscite "logiche" fanno riferimento a quella.
Che poi il polo comune alle varie uscite amplificate sia il positivo è solo una comodità legata al fatto che le uscite suddette sono tutte "by design" realizzate in una configurazione open-collector e funzionamento switching (per limitare la dissipazione e per compatibilità con i modelli vecchi che hanno un polo al telaio). Fine OT
Alessandro "Zampa di Lepre" Becchetti

"... e tutti quei momenti andranno perduti nel tempo... come lacrime nella pioggia ..."

Marco Fornaciari
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Re: Problema rilevamento treno

#25 Messaggio da Marco Fornaciari »

Zampa, non è OT, è l'ulteriore conferma che i collegamenti vanno fatti come si deve stando attenti alle sorgenti delle tensioni e del verso di circolazione delle correnti.
E pure fare mautenzione a quei collegamenti.
Purtroppo la materia è ostica anche per tanti adetti ai lavori, e spiegarla a parole non è semplice, bisogna per forza descriverla in via grafica, usare i vettori e la matematica ... campa caval ...
Basta un nulla per fare tanti danni (anche in questi giorni ... sai fare certi lavori costa ...).
Saluti
Marco Fornaciari
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Re: Problema rilevamento treno

#26 Messaggio da leggera »

Ciao Andrea ma poi hai risolto ??

Non ho letto tutto il post solo un poco, una domanda.

Lo scambio lo alimenti direttamente da centrale ed il tronchino da rilevatore presenza e S88 ?
Se questo è il caso allora c'è una differenza di potenziale che puoi ovviare alimentando anche la parte scambio con un'uscita s8 oppure usando solo la parte ponte a diodi.

Ecco lo stampatino che ho fatto.
Entri in dalla centrale K ed esci in K1 verso lo scambio.

Immagine

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Re: Problema rilevamento treno

#27 Messaggio da andreachef »

Il tronchino è alimentato dal S8 .
Lo scambio è alimentato da un altro S8 .
il cuore polarizzato è alimentato tramite un deviatore : in caso di corretto tracciato dal S8 , in posizione deviata dal comune delle rotaie

Andrea

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Re: Problema rilevamento treno

#28 Messaggio da leggera »

ok allora escluso quello che pensavo io.
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