sábado, 6 de agosto de 2011

Una maqueta de Tren Eléctrico

Desde que alcanzan mis recuerdos, siempre quise tener un tren eléctrico, pero mis padres no se lo podian costear, de forma que cuando fuí mayor y tuve hijos, no perdí la ocasión de "comprarles" un par de trenes eléctricos con los que rellenar ese hueco que yo siempre habia tenido.
Corrian los primeros años 80 cuando "les regalé" a mis hijas dos trenes de la, hoy extinta, marca Lima. No era la mejor, ni más cara de las entonces existentes, pero bastante aceptables. Además eran de la serie "Golden", que tenian los motores con escobillas de carbón, lo que los ponia entre los más potentes de la marca.
Cada tren tenía un solo circuito ovalado y su transformador correspondiente, con lo que las niñas, en cuanto el tren daba cuatro vueltas, se largaban a jugar a otra parte.
Como caprichito personal, compré un par de vagones especiales. Un vagón hormigonera, con muchas ruedas, muy pequeñitas, y un vagón grúa precioso, que ya vereis en las fotos. Pero ni por esas. Las niñas, que ya estaban en bachillerato, pasaban de los trenes. ¡Lógico!

Esos trenes los he guardado desde entonces, y alguna que otra vez, a lo largo de los años, los he montado yo sólo en el suelo, para darme un "pequeño capricho infantil", que nunca me ha abandonado.

Pero, hete aquí, que el tiempo ha pasado. Me he convertido en abuelo y me he jubilado. Y fué entonces cuando escuché las palabras mágicas: "Papá, porqué no les montas el tren a los niños?"
Cuando Alejandro y Cristina, de 7 y 5 años respectivamente, vieron los trenes eléctricos funcionando, mostraron un interés y una ilusión que me compensaron el haber tenidos guardados aquellos trenes de juguete durante más de 20 años.

¡¡ Manos a la obra !!

Lo primero que pensé fué en hacer una maqueta de tamaño  algo más grande y entretenida que dos simples óvalos donde los trenes daban vueltas. Así que, viendo el espacio del que podia disponer en mi garage, decidí montarlo todo sobre un tablero de 250 x 120 cms. en donde pudiese poner estaciones, casitas, cruces, semáforos y cosas que lo hiciesen más atractivo para poder jugar con mis nietos.

Me fuí a las tiendas especializadas que hay por aquí, y me di cuenta de que el tiempo pasa, y de que la informática había invadido este campo, con lo cual, mis trenes estaban obsoletos. Las máquinas ya venian digitalizadas y hasta pitaban y echaban humo, los vagones iluminados, los desvios y los semáforos venian sincronizados... y mil maravillas más que hacian poder construir una maqueta con la que yo no había soñado nunca.
Con mi ordenador, en el tablero dicho, diseñé una maqueta a escala H0, con tres circuitos ovalados, interconectados para poder cambiar el tren de un circuito a otro, en cualquiera de los sentidos. Le puse una Estación Central, unos Hangares, unas vias muertas, un gran puente de doble via, etc. etc.
Con todo esto, hago una lista de los materiales precisos y me voy a pedir presupuesto a un par de tiendas especializadas.
Cuando recogí el presupuesto en la primera tienda, me topé de bruces con los precios que actualmente tienen estas piezas tan sofisticadas.

El dependiente que me atendió, aún hoy jura por lo que más quiere que cuando yo vi el presupuesto, alguien me tuvo que teletransportar fuera de la tienda, pués no me vió ni salir por la puerta, mientras el presupuesto caia aleteando sobre el mostrador.

¡¡ Joer que susto !! - ¡ Cerca de 6,000 €uros !

 ¡La ilusión de mis nietos, y mi sueño de construir una maqueta de tren decente: "a fer puñetas" !

Mi mujer me dijo que los puentes, rampas, edificios y similares, que los hiciese yo, y que eso me daría, además, la oportunidad de entrenerme más y personalizarlos a capricho.
Mis hijas me dijeron que mirase en E'Bay, que allí se podía encontrar de todo a precios bastantes asequibles.
Y tuvieron razón.
Desempolvé mis herramientas de bricolage.
Fuí comprando trozos de distintas maderas, hojas de metacrilato, tubos de bronce y de aluminio, un soldador nuevo... diodos luminiscentes, resistencias electrónicas, etc, etc. y comencé a construir una por una todas las partes que necesitaba para la maqueta que habia diseñado.
La verdad es que fué la parte con la que más disfruté.

Eso quiere decir que cualquier cosa que veais en la maqueta, excepto las vias y los trenes, las he diseñado y hecho yo por completo. No son maquetas de las que se compran con las piezas precortadas para montar.
Incluso las texturas de las rocas, de suelos y paredes, las he sacado con mi impresora.

Lo primero de todo era diseñar un sistema que me permitiese recoger la maqueta contra la pared, en vertical, para que no me ocupase medio garage permanentemente.
Calculé el punto más alto de la maqueta, y puse en la pared un "cajón" de unos 20 cms.  de profundidad en donde pudiese guardarla.
Para que tuviese el menor peso posible, opté por un tablero de contrachapado, de 250 x 120 cms, de 7 mms de grueso, en lugar de un tablero de aglomerado.
Decidí que el cableado debería de estar oculto, o sea por debajo del tablero, para lo cual enmarqué el tablero por debajo con listones de pino y un par de travesaños.
Hecho esto, ajusté el tablero en el cajón que había puesto en la pared, con una bisagra de piano de 2,5 mts. y listo.


Cuando manejé el tablero abriéndolo y cerrándolo, me di cuenta de que aquello pesaba lo sufiente como para matar a un niño, si al abrirlo le caia en la cabeza, y aún no tenía puesta ni una sola pieza que aumentarian su peso, de forma que tuve que diseñar un sistema de contrapesos que me permitiese bajar el tablero sin correr riesgo alguno.
Aquí lo teneis.




Este sistema, junto a unas patas con bisagras que se van abrienso solas conforme se baja el tablero, me dió la solución perfecta, ya que solamente sube y baja el tablero si se le fuerza con la mano.

¡Vale!, Ahora a currar haciendo las distintas partes que yo quería.

Dibujé sobre el tablero el esquema que yo tenía en mente, y lo primero que hice fué el puente del fondo, que en realidad sería la construcción estrella.

Aquí teneis una vista general de la maqueta, para que podais ver de qué pieza os estoy hablando en cada momento.
Como, justo enfrente de la maqueta hay una columna del garage, no he podido sacar mejores perspectivas, pero creo que se ve bién.



El Puente.

Los pilares del puente están hechos con listones de haya de 1 x 1 cms. El suelo es de madera de balsa, y las barandas están hechas con tubo de bronce de 3 mms, soldados con estaño. En total 14 trozos de baranda, soldados pieza a pieza y clavados en el suelo del puente.


Por debajo del puente va uno de los circuitos.

 Ancho suficiente para que circulen dos trenes simultaneamente.

 El ensamblaje con las rampas de acceso es desmontable.

Bajo el puente, hay iluminación azul para la via que pasa por debajo.


La no perfeccón de lineas rectas en las vias se debe a que no me puedo subir sobre la maqueta y con el brazo totalmente extendido, el martillo clava en donde a él le da la gana, pero me lo perdonais, verdad?


La verdad es que no fué nada fácil que el puente quedase tan aparente, pero mereció la pena.
Las bocas de tunel que se ven bajo el puente, donde comienza la rampa, son solo un dibujo de impresora.

Antes de enganchar nada al tablero, obviamente le di una manita de pintura, y luego comencé a instalar las maquetas que iba construyendo.

Los pilares del puente llevan en cada uno de sus extremos inferiores, tornillos sin cabeza que entran en el suelo, y quedan atornillados por debajo del tablero.

Ya no puedo fotografiar la electrificación que lleva el puente por debajo, pero en previsión de tener que sustituir alguno de los diodos de luz azul que lleva, puse en cada travesaño dos trocitos de tubo de bronce de 3 mms. en paralelo, por los que circulan, soldados, los cables con corriente. Los diodos y sus reistencias llevan sencillamente sus extremos doblados y metidos a presión en el interior de esos tubos, con lo cual, y con la ayuda de un espejo, es fácil sustituir alguno si se funde.

Puente terminado satisfactoriamente. Atornillado al tablero y con los extremos preparados en "cola de milano" para recibir a las rampas laterales. Así que...

Ahora... las Rampas.


 Las curvas de las rampas están condicionadas por el grado de circunferencia de las vias que van sobre ellas, y que deben de ser del mayor radio posible, a fin de que los trenes circulen por ellas comodamente.
Cada rampa tiene una curva de entrada, un pequeño tramo recto y la curva de salida. Ambas curvas del mismo radio.
Para hacerlas utilicé contrachapado de 3 mms en la parte inferior. El relleno que forma la rampa está hecho con poliespan de alta densidad, de las planchas que se utilizan como aislante. Y la parte alta, que sirve de soporte a las vias, rematada con otra capa de contrachapado de 3 mms. Obviamente, por el grado de inclinación, el diseño de curvatura superior no se corresponde con las planchas inferiores, así que hay que diseñarlas aparte.


No olvidarse de hacerle la terminación superior en "cola de milano" para que encaste con la correspondiente del puente.

Con las planchas de poliespan cortadas a la medida de las curvas, solo queda darles una manita de lima y lija para que las paredes queden bién y la rampa no tenga "escalones".
Una vez montada cada rampa tipo sandwich, se pinta la cara superior, se le pegan las texturas de piedra que hice con la impresora, se enganchan con el puente y se atornillan por debajo del tablero.

Los elementos principales de mi maqueta ya estaban terminados y fijados al tablero.
Ahora era el momento de empezar a colocar las vias, con los circuitos que habia diseñado.

Las Vias.

En la parte delantera de la maqueta iba previsto poner una Estación Central, que estaba por construir, y los cambios de vias con los que se podrían pasar los trenes de uno a otro circuito. Estos cambios de via + los necesarios para cambiar a las vias muertas, los Hangares y por debajo del puente, hacian un total de 14 cambios de via electrificados (7 a dchas y 7 a Idas.), y en las tiendas me costaban una media de 40 €uros la unidad, de forma que vuelta a E'Bay a ver que encontraba.
Fuí comprando piezas en España, Francia y Alemania, pués este tipo de cambios de via son ya muy antigüos y no se parecen en nada a los modernos. Cada pieza que me venia era de una marca distinta, e incluso me mandaron unos de la marca Markling, alemanes, que no me han servido de nada, ya que esta marca utiliza un carril central como patín de toma de corriente. Los intenté utilizar, pero resulta que los railes eran 1 mm. más altos que el resto de las vias.
Unos eran más cortos, otros eran más largos, y alguno de los que me mandaron, ni funcionaba siquiera y tuve que "echarle manitas" para ponerlos todos a funcionar en perfecta armonia.


Una vez conseguida la correcta ubicación de las tres lineas de vias que pasan delante de la estación, hubo que pensar en los semáforos, y como cada semaforito te puede costar entre 10 y 20 €uros, la cosa pasaba forzozamente por fabricármelos yo.
Para esta parte de las vias pensé en puentes de semáforos, en lugar de semáforos individuales, tal y como veis en la foto.
Cada puente controla un cambio de vias. En el que hay en primer plano, se controla el cambio de  vias entre la 2 y la 1, mientras en el que hay el fondo se controla el paso de la 1 a la 2. Estas parejas de cambios van electrificados en paralelo, de forma que si efectuas el cambio de la 1 a la 2, se mueven los dos cambios de vias afectados simultaneamente, y se cambian las luces de los semáforos.
Tal y como se ven en la foto, todas las lineas están libres y está verde el semáforo de cada una, mientras está en rojo el semáforo que está sobre el cambio. Si abres un cambio de vias entre dos lineas, cambian los 3 semáforos, poniéndose rojos los que hay encima de las vias y verde el del centro.

Para el resto de los semáforos, visto la cantidad que necesitaba, y el precio que tienen en las tiendas (hasta 30 € por unidad), se me ocurrió colocar unos trozos de barra de metacrilato de 10 mms. clavados en el tablero.
El tablero tiene 7 mms. de grueso; de forma que encajando estas barras unos 4 mms., por debajo queda sitio para ponerle a cada una dos diodos luminosos, verde y rojo, de forma que según el diodo que se enciende, la barra muestra un color u otro.
Para que la barra de metacrilato transparente se "encienda", hay que rasparla con una lija muy fina, pués si la dejas completamente transparente, la luz que entra por un extremo se ve en el otro extremo, pero no ilumina la barra. Cosas de la óptica.
Las vereis bién en las próximas fotos.

Ahora los Hangares.

 Hangar vacio

Hangar con los trenes dentro.

La caseta de los hangares está hecha con contrachapado de 3 mms. Las ventanas llevan metracrilato y los techos son unas placas de plástico, con molde de tejas, que venden para hacer maquetas. La textura de las paredes también está hecha con unas cartulinas con relieve que se venden para lo mismo.
La verdad es que me quedó algo estrecha, y los trenes entran raspando, pero entran.
El suelo, con las vías, es independiente, o sea, que si desatornillas la caseta por debajo del tablero, el suelo y las vías se quedan en su sitio. De esa forma, es fácil quitar los hangares para una posible reparación.
El techo es plano, y así se pueden colocar las luces interiores de iluminación, y luego atornillarle los tejados encima.
Para darles algo más de realismo, hice "focos", consistentes en una rodaja de varilla de metacrilato de 10 mms. de diámetro, y le puse a cada una un diodo de luz blanca encima, es decir, la electrificación está hecha sobre ese techo horizontal, y los tejados, simplemente atornillados encima, cubren todo el cableado.

Detalle con semáforos "al invento"

Si os fijais, en la parte trasera cualgan dos pequeñas varillas de metacrilato que cuando el tren llega al final, accionan un conmutador que cambia las luces de entrada a rojo, y que vuelven a verde cuando el tren sale y deja de presionarlas.

Ya solo queda hacer una Estación Central, a ser posible, que se salga de todas las normas de las que se venden montadas, o listas para montar.

La Estación Central

Fachada exterior

Andén
Andén iluminado

El suelo está hecho con madera de balsa de 5 mms. sobre un ribete de pino, que lo pone a la altura de los escalones de los vagones, y sirve para esconder la electificación inferior.
Las paredes y el techo están hechos con madera de balsa; poco peso y fácil de trabajar. Y el tejado está hecho a base de las mismas placas de plástico con textura de teja que usé para los hangares.
El mayor problema fué el diseño. Tenía que hacer un techo elevado para darle amplitud al anden y que quedara lo más propia posible.


También tenía que resolver el que el techo fuese desmontable, para tener siempre fácil acceso a la electrificación.

Electrificación de focos y columnas.


El techo lleva un anclaje de madera que tiene que encajar perfectamente con las piezas interiores que hacen la estructura. Basta solo con encajarlo a mano para que tome el aspecto que ya habeis visto de la Estación montada.
Las columnas de metacrilato son más largas que lo que la luz de un diodo alcanza, de forma que llevan un diodo de luz por arriba y otro por abajo.
Las texturas de ladrillo de las paredes y el enlosado personalizado del suelo las hice con el Corel Photo Paint y mi impresora, y el resultado es bastante "chuli".

Electrificación

Lo primero que hay que calcular es el consumo que tendrá la maqueta a pleno rendimiento.
- Cuantas máquinas van a funcionar simultaneamente, a entre 300 y 400 mA cada una + la iluminación interior que puedas ponerle..
- El voltaje y la intensidad de todos los diodos que lleva, que pueden ser bastantes.
- El pico de Intensidad que consumen dos cambios de via, ya que funcionan por parejas.
- La Intensidad necesaria para la Central Digital.

Los trenes antigüos, como los que yo tengo, funcionan con DC - corriente continua. Un transformador que suministra corriente a las vias con un reostato que da mas o menos voltaje, y un conmutador que cambia la polaridad de las vias, para ir adelante o hacia atrás.
Necesitas un circuito independiente para cada tren, y un trasformador para cada circuito.

Como decidí "modernizar" a mis trenes, y hacer un circuito digital, hubo que hacer algunos cambios.
El más significativo es que, por muchos circuitos que tengas, todos han de ir interconectados, quedando así electrificadas todas las vias en conjunto.

Para eso usamos una central digital como esta:


Aunque las hay mucho mejores, de otras marcas, incluso con mando a distancia. Hay auténticas virguerias, pero yo opté por la más baratita, como siempre, a través de E'Bay.

Esta central recibe corriente alterna desde un transformador (cable gris), y suministra corriente alterna a las vias (cable rojo) Las vias siempre tienen el máximo voltaje que envia la central. Esta corriente no puede ser utilizada para ninguna otra cosa, ya que además de la potencia necesaria para las máquinas, envia señales digitales a través de las vias para que cada máquina sepa que esa señal es para ella, y las demás máquinas ignoran la señal.
Vamos, esto es igualito que varios ordenadores conectados en red. Cada máquina tiene asignada una IP o número de identificación, y cuando la centralita le manda una orden a una máquina determinada, envia primero la señal IP, luego la orden necesaria, y luego un comando de fin de orden.

Había dos posibilidades: gastarse un pastizal en unas máquinas modernas, digitalizadas, o comprar los chips necesarios para digitalizar las máquinas antigüas. ¡La solución era de perogrullo!.


Te compras unos chips baratitos, y sabiendo que ahora vás a recibir por las vias AC en vez de la DC que espera el diseño de la máquina, metes directamente la toma de corriente de las ruedas en el chip, y desde ahí salen otros cables que dan DC al motor.
Este chip también tiene salida en DC para controlar luces de marcha adelante y atrás.
Hay otros chips que, además, pitan cuando ven un semáforo, y hacen salir humo por la chimenea de la máquina, pero sospecho que tienen que ser más caros.

Otra cosa bastante chula de hacer, es iluminar el interior de los vagones de pasajeros con tiras de leds como esta, puestas en paralelo.


Las pegas en el techo de los vagones y tomas corriente de un vagón a otro, desde la máquina que lleva el chip que te permite encender las luces. De esta forma, todo el tren se enciende o se apaga a la vez, ya que si tomas corriente para cada vagón, desde los ejes de sus vias, como por ahí entra AC, les tienes que poner un diodo rectificador a cada vagón, amén de que las tomas de corriente de los ejes de los vagones, falla más que las escopetas de feria.

Yo he usado el siguiente sistema para pasar la corriente de un vagón a otro.

Con unos simples pines machiembrados, iluminas todos los vagones.

Toda esta corriente viene de la que proporciona la central digital, que mantiene a todas las vias con todo el voltaje constantemente.

Para los cambios de via, cada uno de su padre y de su madre, noté que iban mejor con un toque de AC en lugar de DC



Para controlar los cambios, tenemos los pupitres:

Cada par vertical controla un cambio. En esta maqueta, en los pupitres superiores, cada juego de botones controla un par de cambios sincronizados que hay delante de la estacióm, y los pupitres de abajo controlan al resto de cambios individualmente. Total 14 cambios de via.
A cada cambio se le pone un terminal "a masa", por así decirlo, y se le pasa el otro cable de AC pulsando estos botones.

La sincronización entre los cambios de via y los semáforos los he conseguido con relés biestables sólidos.


Así se consigue controlar con un conmutador el cambio de vía y simultaneamente con el otro al semáforo. En mi caso, para rizar el rizo, los cambios de vía los controlo con AC (corriente alterna) y los semáforos con DC (corriente continua).

Los relés del biestable reciben en las patillas 2 y 4 (puenteadas), el neutro de la AC, y el activo a través del pupitre,  en las patillas 1 y 3, debidamente rectificado, ya que espera DC.
El conmutador que da corriente a las vias, toma el activo en A, y se le manda al cambio de vias por B o C. El neutro va directo al centro del electroimán del cambio.
Al mismo tiempo, se mueve el otro conmutador con el que controlamos el semáforo. Le damos negativo o positivo directamente a los dos diodos rojo y verde, y la otra polaridad se la mandamos a la patilla A del conmutador, que la enviará a uno u otro diodo, simultaneamente con el cambio de via.
De esta forma, si pulsamos un botón en el pupitre, se produce simultaneamente el cambio de via y de luz en el semáforo, y si volvemos a pulsar el mismo botón, no pasa nada. Para que vuelva a cambiar, tenemos que pulsar obligatoriamente el otro botón.

Para tener la linea de  AC y la DC, he utilizado un transformador adicional, ya que el transformador que suministra corriente a la centralita y a las vias, aparte de no dar DC, ya lo tengo a tope de su potencia.


Este es un transformador de Electrotren, de los años 80, con salidas de AC y DC, con una potencia de 1A. Suficiente para la iluminación de todos los diodos, ya que el uso de la AC es solo de pulsación y no tiene consumo constante que lo recaliente.

¡ La Gran Prueba !
Si todo ha salido correcto, es decir, todas las soldaduras bién, las polaridades ajustadas correctamente, las diferentes vias bien conectadas con las presillas correspondientes, las vias limpias, los chips de las máquinas bien conectados, los diodos luminosos en su polarida correcta, etc. deberemos de ver a los trenes funcionando. Vamos?

video

Ahora... Las pegas.

La gran diferencia entre gastarte un pastizal en vias y trenes modernos y una central digital "de lujo", o apañarte con trenes de los años 80 modificados, vias y cambios de 8 marcas distintas, etc. etc, es que no todo es tan bonito como en el video que hemos visto.Las vias de distintas marcas tienen unas décimas de mm.en diferencia de altura y de grosor del carril, con lo que las máquinas y vagones que tienen ruedas pequeñas, tienden a descarrilar con facilidad.
Otro tanto sucede con los cambios de via, aparte de que estos no mantienen el mismo ángulo de desvio de un fabricante a otro.
En los máquinas y vagones de distintos fabricantes, también se nota mucho el que los enganches de los vagones son distintos y están a diferente altura, con lo cual no van bién en las curvas cerradas y a veces se desenganchan en plana marcha.
Una pega muy común es que cuando descarrila un tren en un cambio de via, al tener ésta todo el voltaje permanentemente, se suele pruducir un cortocircuito que afecta de inmediato a la central digital, pudiendo llegar a estropear la centralita.
En la que yo tengo, he observado que cuando hay un cortocircuito, que es cada dos por tres, la central se reinicia y vuelve a tomar por defecto el control del tren que está puesto en el nº1, con lo cual aprendí, que ese control del nº 1, hay que dejarlo vacio, o sea, no asignarle ninguna máquina. Yo tengo las tres máquinas asignadas a los nº 2, 3 y 4, y de esa forma, cuando hay un cortocircuito, la centralita se defiende sola.

Las tomas falsas

video

Si lo que quereis es entreteneros durante unos cuantos meses, porque, por ejemplo, estais jubilados y estais hasta los eggs de no tener nada que hacer, hacer todo lo que yo he hecho está más que bién.
Pero si lo que quereis es montar una maqueta ferroviaria que impresione a los amigos... mejor esperas a que te toque la Primitiva.

Un abrazo a todos los bricoleadores.


2 comentarios:

  1. Hola,
    la verdad que me ha entretenido mucho tu historia de la creacion d ela maqueta de trenes, yo he descubierto este mundillo hace poco y me gusta cada vez mas.
    Me parece genial la maqueta que has hecho, asi poco a poco y artesanalmente, queda muy bien, de verdad. Si tuviera que poner algun "pero" es q la veo un poco vacia, es decir yo pondria algunas casitas o algo entre los espacios, y si eres un manitas como has demostrado con el deposito de locomotoras, las podrias hacer tu mismo con carton, pegamento y tikeras, de libre invencion o visita algunas paginas gratuitas de recortables de edificios para maquetas (solo con que busques en google) o en ebay como dices, si buscas bien consigues algunos edificios por nada y menos, yo me hecho con bastantes ya...
    Bueno enhorabuena por tu maqueta y espero q tus nietos sigan con la aficion!!
    Saludos. Antonio

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  2. excelente todo lo que has expuesto aqui me sirvio bastante para comprender mas menos lo que yo quiero hacer con mi proyecto
    un saludo y feliz navidad desde Chile ..



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