Pubblicato il 14 marzo 2020
In varie note precedenti, abbiamo discusso degli scissors crossover presentandoli [1], poi esaminandone le realizzazioni industriali in scala N [2], e quindi discutendone i collegamenti elettrici nel caso dei Peco [3] (la gestione dei Kato e Tomix è banale, e ne abbiamo parlato nella seconda nota).
Tuttavia nell’esame degli schemi elettrici per i Peco, abbiamo assunto che i due binari paralleli che le “forbici” interconnettono fossero alimentati con la stessa corrente. Esaminiamo questa volta il caso in cui invece le due correnti siano diverse (ovviamente stiamo parlando di analogico, in quanto in digitale il problema non si porrebbe). Lo faremo partendo da un esempio concreto: lo snodo del “Bivio S. Pietro”.
Tale bivio si trova su un plastico, nel punto in cui un doppio binario a “marcia italiana”(ovvero con circolazione sulla sinistra” si dirama verso un terzo circuito, e parte di tale diramazione è proprio realizzata con una “forbice”.
La linea rossa e quella blu (percorrenze rispettivamente verso destra e verso sinistra) incontrano qui i due rami della linea gialla. La zona viola è quella che dovremo gestire elettricamente per permettere il passaggio dalla linea rossa a quella gialla, e dalla blu alla gialla. I passaggi tra rosso e blu non ci interessano perché il doppio binario non è banalizzato, e ci servono solo nel tratto viola per permettere la connessione tra blu e giallo.
Una soluzione elettricamente più semplice avrebbe potuto basarsi su uno schema differente, nel quale i circuiti blu e rosso non sono mai a contatto elettrico diretto grazie a due incroci.
Quella che usa le “forbici” ci è parsa però assai più realistica ed interessante, e questo ci ha dato la motivazione per affrontare il problema della creazione dello schema elettrico necessario.
Lo schema prevede per le forbici due configurazioni elettriche. La prima la chiameremo “di transito”, ed in essa le forbici sono un semplice elemento di un doppio binario (e quindi con un binario con corrente “blu” e l’altro con quella “rossa”, con gli scambi della forbice disposti a corretto tracciato). La seconda la chiameremo “di attraversamento” e sarà caratterizzata dall’attraversamento in diagonale, per permettere ai convogli di spostarsi dal circuito blu a quello giallo sulla la diagonale LL-UR (Lower Left to Upper Right), o dal giallo al blu sulla la diagonale UL-LR (Upper Left to Lower Right).
Nella configurazione di attraversamento, tutta la zona viola dovrà avere corrente blu, ed i treni provenienti dal binario rosso dovranno arrestarsi in attesa del ripristino del corretto tracciato. Potranno ripartire automaticamente non appena gli scambi siano disposti correttamente.
Sempre in tale configurazione, i convogli provenienti dal binario blu dovranno arrestarsi solo se gli scambi sono disposti secondo la diagonale LL-UR: in tal caso infatti un treno sta sopraggiungendo dal circuito giallo e precederà quello in attesa. Quest’ultimo potrà ripartire solo quando la tratta che deve impegnare sarà libera, dunque non è saggio automatizzarne l’immediata partenza quando gli scambi aprono la via.
In entrambe le configurazioni, treni provenienti dal tracciato giallo dovranno fermarsi se troveranno lo scambio davanti a loro chiuso (ovvero in posizione di corretto tracciato).
Il transito dalla corrente gialla a alle altre sarà fatto allineando i relativi trasformatori.
Veniamo dunque allo schema elettrico.
Abbiamo 8 ingressi:
- sulla destra i due poli del binario blu (I1S, I2S) e
- i due del binario rosso (E1, E2),
- in alto a sinistra il negativo della CDU (Common)
- in alto al centro i tre nei quali daremo, con il positivo della CDU), impulsi che corrisponderanno al nostro comando di disporsi in posizione LL-UR, diritto o UL-LR.
Ricordiamo che la CDU, Capacitor Discharge Unit, è il dispositivo incaricato di darci l’alimentazione per gli impulsi che fanno cambiare direzione agli scambi e stato ai relè. A proposito di relè, ne usiamo tre, del solito tipo: i “Bistable 5V Coil Latching Relay DPDT 2A 30VDC 1A 125VAC HFD2/005-S-L2-D” discussi in una nota di qualche tempo fa.
Anche le uscite sono 8:
- binario inferiore, rotaia inferiore (rosso),
- binario inferiore, rotaia superiore (verde),
- binario superiore, rotaia inferiore (grigio),
- binario superiore, rotaia superiore (giallo),
- “V”destra della forbice (viola)
- “V”sinistra della forbice (beige)
- parte inferiore della forbice (blu)
- parte superiore della forbice (marrone)
Veniamo alla funzionalità dei relè. Quello di destra, il C, alimenta le due rotaie del binario superiore: in posizione di SET dà la corrente della linea blu, in RESET quella della linea rossa.
Quello di sinistra, A, alimenta la parte superiore (marrone) e inferiore (blu) della forbice, scegliendo tra la corrente del binario inferiore, che ha sempre le correnti della linea blu, e quelle del binario superiore (che sono decise dal precedente relè C).
Infine, quello centrale (B) alimenta le due “V” (beige e viola), anch’esso scegliendo tra correnti del binario superiore o inferiore.
Per completare l’operazione, occorre azionare in modo opportuno gli scambi:
- il pulsante “diritto” dovrà porre i quattro scambi in posizione di corretto tracciato,
- quello LL-UR dovrà mettere in deviata lo scambio in basso a destra e quello in alto a sinistra (e in corretto tracciato i due restanti)
- quello UL-LR dovrà mettere in deviata lo scambio in alto a destra e quello in basso a sinistra (e in corretto tracciato i due restanti).
Come al solito, dei diodi ci permetteranno di effettuare tutte le connessioni necessarie senza avere ritorni di corrente.
Quando si hanno delle deviate (ovvero negli ultimi due casi della lista), la posizione degli scambi non interessati sarebbe irrilevante, tuttavia posizionarli in corretto tracciato permette di avere una chiara idea dello stato elettrico della nostra forbice semplicemente guardandola, e quindi semplifica l’operatività ed evita di fare errori.
Ovviamente i contatti che azionano gli scambi e quelli che azionano i relè sono gli stessi. In tal modo, dando un singolo impulso sul terminale opportuno (LL-UR, Diritto, UL-LR) potremo disporre in modo opportuno gli scambi, e al tempo stesso configurarne correttamente i contatti elettrici.
I contatti potranno essere azionati tramite pulsanti posti sul quadro comandi, oppure attivati tramite un microprocessore (come Arduino, ma questo è un argomento che affronteremo in note future e che ci aprirà nuovi mondi).
I nostri scambi avranno inoltre una semplice variante del comportamento intelligente discusso in passato al fine di bloccare automaticamente un convoglio in arrivo che trovi di fronte a sé uno scambio in posizione chiusa (ad esempio un convoglio che, provenendo da destra sul binario inferiore si trovi ad affrontare la forbice in posizione LL-UR).
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