lunes, 26 de enero de 2015

¡Hágase la luz!

Sí, lo sé: prometí hablar de circulación la última vez que el Ibertren apareció por aquí; pero ver algo, aunque fuesen las microbombillas de un semáforo, dando luz sobre las vías es demasiado para no querer ir más allá. Así que aquí me tenéis, como loco instalando luces a los trenes.

Se me cae la baba, yummmm... (Fuente:www.plataforma-n.com)

Es mi primer intento, por lo que he escogido la composición ferroviaria en peor estado de las que tengo: la locomotora Alco 2100 tiene un bogie tocado, un poco derretido por algún cortocircuito, y no rueda todo lo fina que se pueda esperar; los coches por su parte, unos serie 8.000, tienen todos alguna tara (falta de fuelles en las puertas de los extremos, topes o escalones de subida rotos, un chasis roto que deja girar los bogies sin límite, algún eje doblado... ). Si algo sale mal, al menos no habré perdido gran cosa.

El primer paso es recopilar información ¿Cómo lo hacen los demás? Rebuscando en Internet he dado con reformas verdaderamente interesantes, pero en este mundo cada persona es un ídem, así que finalmente me he decidido con un refrito de varios y le he echado un poco de mi propio estropicio mental.

El primer impulso del ser humano, no sé por qué, es siempre romper algo, de manera que tras hacerme con un taladro manual de precisión (se pueden comprar en línea traídos de China, muy baratos; o en las tiendas de manualidades, más baratos aún, y así damos un paseo por el barrio) agujereo la locomotora. Da igual, dentro de esa máquina no hay sitio para prácticamente nada y la reforma del chasis, metálico, ha de ser profunda antes de poder iluminar los faros, con un LED y delgadas hebras de fibra de vidrio. simplemente tenía que probar el taladro.

Taladro de precisión y brocas

Las brocas venían en un paquete con medidas desde 0.5mm hasta 1.0mm. La precaución por no hacer un agujero demasiado ancho me lleva a comenzar con la más pequeña. Por descontado, tardo menos de treinta segundos en romperla, pero al menos me sirve para hacerme con el manejo del instrumento y la de 0.6 se muestra suficientemente delgada:

Objetivo: los dos pilotos rojos

Preparada para recibir la iluminación

Para continuar con la obra en la máquina voy a necesitar un minitaladro eléctrico, tipo Dremel o Proxxon, cosa que por el momento es inviable. La parte buena es que tengo tiempo de buscar dónde conseguir la fibra de vidrio.

Vamos con los coches: lo primero es hacer una toma de corriente que funcione, lo que me lleva varios prototipos y un trabajo de orfebre con chapa de aluminio, sacada de latas de bebida, y el soldador. Es posible conseguir chapa de cobre, mucho mejor conductora de la electricidad pero también más cara, y no se encuentra tan fácilmente.

Vamos a reciclar un poco

Unas buenas tijeras, papel de lija y los dedos son todas las herramientas que vamos a necesitar para trabajar la hojalata. Cuanto más limpia de pintura la dejemos, mejor va a conducir la electricidad hasta el interior del material rodante.

Hay que lijar toda la pintura

A mejor acabado, mejor contacto

Es el momento (bueno, en realidad no, como se demostró más tarde; pero ir probando ideas siempre viene bien) de soldar un cable a la chapa: taladro un pequeño trozo con un clavo y paso el cable por el agujero. Ahora "sólo" hay que dejar caer una gota de estaño sobre ellos. Fácil. O no.

Soporte de soldadura casero

Bueno, me sale más o menos bien a la primera, habrá sido la suerte del principiante. Trucos, por si alguien se anima a hacer algo parecido: empapar bien de estaño la punta del soldador, poner también un par de gotitas tanto en la chapa como en el cable y calentar bien ambos antes de echar el pegote definitivo. Es posible que cable y chapa se queden pegados con una soldadura en frío, pero no os dejéis engañar, no tardará en soltarse.

Una gota de estaño es suficiente

Os recuerdo que el sistema que emplea mi Ibertren lleva un polo de la corriente a través de los dos carriles y el otro por un carril central disimulado entre las traviesas, por lo que necesito fabricar un patín que constantemente roce con ellas. Nada fácil en la práctica, aunque la idea teórica esté clara desde el principio. Tras un intento fallido, decido dedicarme un rato al otro polo:

Preparando la instalación

Primer bogie terminado

No ha sido muy difícul

Vamos con ese patín. La dificultad estriba en que debe funcionar en ambos sentidos de la marcha, ha de ser estrecho y no girarse hacia los lados, tiene que ser elástico para adaptarse en cada momento a la forma de la vía y conviene que roce en al menos dos traviesas a la vez, para evitar falsos contactos y parpadeos de la luz. Un buen puñado de condiciones ¿no? En las fotos muestro uno de los prototipos, sin grandes diferencias con el definitivo pero aún no cien por cien satisfactorio (bueno, el definitivo tampoco lo es, pero al menos llega al noventa):

El patín central, lo más complicado

Tras horas de trabajo, apenas se nota por arriba...

... y esta vez tampoco queda mal por abajo

Con esto llegamos a la fase de pruebas. Para poder hacer lucir algo necesitamos construir un circuito con un LED; este tipo de lámpara solo admite corriente en un sentido, de positivo a negativo, por lo que se hace necesario un rectificador para los casos en los que invertimos la polaridad para hacer circular el tren marcha atrás. Además, la tensión no debe superar los 3V, por lo que hay que colocar una resistencia antes de la bombilla, en serie con ella. Y como seguramente haya pérdidas de contacto, por muy bien diseñado que esté el patín (que lo está, teniendo en cuenta las horas de trabajo, y los medios disponibles), necesitamos un condensador que mantenga la alimentación durante unos breves instantes y evite molestos parpadeos.

Así que nos encontramos con LED, resistencia, condensador y cuatro diodos (normalmente se pueden encontrar rectificadores ya preparados, pero en ese momento no tenían en la tienda). Para sujetar todo en su sitio mientras soldamos suelen emplearse unos soportes con pinzas y una lupa, no demasiado caros pero que hay que pagar. Como no ando sobrado de pasta le echo imaginación al asunto:

Imaginación al poder

El engendro no es precisamente compacto, pero sirve para comprobar que la teoría detrás del invento se traduce en algo tangible:

Primer prototipo ¡Funciona!

Bien, ahora que tenemos la corriente asegurada, os explico como pienso iluminar. La mayoría de sistemas comerciales empleaban en los años 70 del pasado siglo pequeñas bombillas que era imposible no hacer parpadear, lo que acortaba su duración, y cuya intensidad variaba con el voltaje de la vía, por no habla del calor generado, que podía afectar al material rodante en el que iban instaladas. Hoy en día la miniaturización y los sistemas de tracción digitales han solucionado prácticamente todos los problemas: los diodos emisores de luz (LED) y otros componentes electrónicos para montaje en superficie permiten crear un sistema independiente de la tensión suministrada y sin parpadeos en un espacio ínfimo, y la tensión constante de la vía, transformada en la propia locomotora, permite tener esta parada en un semáforo humeando y con las luces encendidas.


Coche de la marca Kato con tira de LEDs y componentes
de montaje en superficie (Fuente: Japanese Modelling
& Japan Rail Enthusiast Forum
)

Aun así, los sistemas comerciales siguen usando un solo punto de luz, dos a lo sumo; y a pesar de que hay trabajos espectaculares de aficionados, como el que se puede ver en la foto de más arriba, creo que se puede ir un paso más allá en la forma de hacer llegar la luz al interior de los trenes. El objetivo es usar un LED por cada par de compartimentos, situado sobre un difusor e iluminando hacia el techo, donde se instala un reflector ¿Por qué tanta complicación? Bien, la iluminación en el interior de un tren es así, difusa, una luz suave que llena todos los rincones sin apenas hacer sombras verdaderamente profundas. Y se consigue precisamente de esa manera, fijaos en las lámparas.

Aquí tenéis una imagen con todos los elementos del sistema: el techo forrado con papel de aluminio, la plancha difusora de papel y los compartimentos de pasajeros. El aluminio conduce la electricidad y no andamos muy sobrados de espacio, por lo que he decidido "forrarlo" con una tira de cinta adhesiva transparente, que de paso ayudará a mantenerlo sin arrugas:

Todos los elementos de la "lámpara"
Difusor
Todo montado

Antes de mostrar el montaje final de los componentes os dejo un par de fotos de la diferencia entre usar o no el papel difusor:

Solo reflector: luz dura

Reflector y difusor: luz suave

He aquí el porqué de no usar tira de LEDs, que viene ya montada  únicamente hay que soldar los cables de entrada: la propia tira haría demasiada sombra en el interior del coche.

Es hora de hacer el montaje definitivo. Lo primero, la lista de componentes, recabada tras mucho leer foros especializados:
  • Puente rectificador mini DIL, 40V/0.8A
  • Regulador de corriente LM334M
  • Resistencia para montaje en superficie de 390Ω
  • Condensador de tántalo para montaje en superficie 25V/220μf
  • Seis LEDs para montaje en superficie; color, blanco cálido
El primero nos da la corriente en el sentido necesario, el segundo la estabiliza para evitar que la intensidad de la luz varíe con la velocidad del tren, la tercera rebaja la tensión para no fundir las bombillas y el cuarto acumula energía para evitar parpadeos. Los LEDs, evidentemente, dan luz. 

Con todo esto y ni idea de electrónica estoy listo para que el dependiente de la tienda me ponga la cara colorada, pero después de un rato por fin llegamos a algunas conclusiones: no hay puente rectificador ni regulador de corriente, los condensadores que nombro deben venir de otro planeta y las resistencias hay que pedirlas por encargo. Un diez para la tienda. Al menos tengo los LEDs. Y he de hacer una pequeña confesión: finalmente he sucumbido a un soporte para soldar "de verdad". El tamaño de las bombillas es tan pequeño que las pinzas de tender la ropa han quedado obsoletas:

Al final paso por el aro

Las pinzas de la ropa no llegan hasta aquí

Un inciso. Cuando de vuelta de la tienda de electrónica un sábado a las 13:30 por fin me pongo a intentar soldar toda la microparafernalia... el soldador, comprado hace escasamente un mes (lleno de carbonilla) decide dejar de funcionar: rasca por aquí, lija por allá, revisa el sistema de alimentación... Al final se cumple la vieja máxima y el dinero del pobre va dos veces a la tienda.

Taller de microsoldadura

Eso sí, el viejo "escupía" pegotes de estaño; el JBC me ha costado una pasta, pero SUELDA. Es hora de apretar las cosas para que quepan dentro del coche y verlo rodar:

Módulo de iluminación

Patillas de contacto

Sistema antiparpadeo

Transformador-rectificador

Transformador-rectificador conectado ¡Y funcionando!

Evidentemente, la regulación de la tensión no existe y cuanta más marcha le doy al tren más fuerte luce, pero al menos he logrado que no parpadee. Me aguanto las ganas de verlo todo corriendo por la vía y experimento un poco más: las lámparas de los pasillos suelen ser más pequeñas que en los compartimentos, por lo que la luz suele ser más dura. Recorto el difusor para dejarlo sólo en la zona que me interesa:

Experimentando: recorto el difusor

Aquí se ve bien la diferencia

Luz dura y más intensa en los pasillos...


... y suave en los compartimentos

Aparte del sistema de estabilización de la tensión, pendiente de conseguir los componentes adecuados, una de las posibles mejoras es usar un papel cebolla en lugar de folios, pues roba menos intensidad y da un tono más cálido. También pintar las superficies interiores con un tono mate y diferenciando los asientos en otro color ayudará a la calidad de la luz y dará un extra de "vidilla" al aspecto final.

Acabo con una foto del primer coche iluminado. El vídeo esta vez lo dejo para cuando tenga al menos una composición completa terminada:

Resultado final

Pero para la próxima, circulamos ¡Prometido!

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