Re: Problema rilevamento treno
Inviato: martedì 16 agosto 2022, 23:44
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.
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.