Condensador externo

Algunos ya han podido comprobar que suelo poner condensadores externos en los descodificadores de mis locomotoras para evitar esos efectos de tirones (que también los dan, pero menos). Mi principal razón no es otra que evitar que las ruedas de las locomotoras se ensucien, ya que aparte de la posterior limpieza, tenemos el añadido de que en alguna ocasión hay que pedir el repuesto correspondiente, y creo que los fabricantes no están por facilitarnos esa labor.

Un poco de historia

Me explico, antes de mi solución con descodificador, me puse a cambiar ruedas de locomotoras con aros por ruedas sin aros de adherencia. Con esto conseguía mejor conexión electrica con las vías, pero especialmente que las locomotoras funcionaran mejor, ya que las ruedas normales son algo cónicas y las que llevan aros son planas, con una pestaña en el lado que a veces incluso llegaba a hacer cortocircuitos de vía en los corazones de los desvíos. Sea como fuere llegué a la conclusión que eso era una solución parcial y que necesitaba alguna cosa más. Mi primera incursión en este mundo de los SPP o fuentes de alimentación ininterrumpida fue en una reunión del CTMS en Pedrola en el año 2009, en que pude comprobar como una locomotora de Lenz pasaba por encima de un plástico y no se paraba, incluso cambiaba de sentido de marcha sobre el plástico. El punto me interesó sobre manera para poner solución a mis locomotoras de sólo dos ejes y de tres ejes con toma de corriente (la mayoría de las locomotoras de bogies llevan un eje con aros).

En la traducción de un manual de Zimo vi la primera referencia a condensadores para la alimentación eléctrica ininterrumpida y tomé nota para poder comprobar si efectivamente era cierto el planteamiento de poner un condensador en una locomotora para evitar esas pérdidas de corriente producidas por los fallos en vía o frotadores de ruedas, o incluso la suciedad de las propias ruedas.

Me puse manos a la obra y salió mi primer gran proyecto en este sentido, ponerle un condensador a un tractor de maniobras para evitar que éste se parara en todos los desvíos (en todos: una odisea). El tractor de maniobras de la SNCF 8490, locomotora fabricada por ROCO con referencia 52515. En teoría el condensador formaba parte de una "Digitalización imposible", y lógicamente era mi primera incursión en poner condensadores. Desde entonces he aprendido alguna cosa más.

Diferencia entre condensadores y fuentes ininterrumpidas

SPP ininterrumpida de Train-O-maticSPP de LaisLa gran diferencia entre una fuente de alimentación comercial (Train-O-matic, Lenz, Zimo, Doehler&Haass, etc) reside en que éstas tienen tres cables, uno de ellos de control, y los otros dos son la alimentación positiva y negativa de la fuente, mientras que los condensadores el primer cable, el de control no lo tienen, por lo que no hay posibilidad de controlar la fuente de alimentación de ninguna manera si en ésta sólo hay un condensador (el descodificador Lais lo lleva así de serie).

Así ya tenemos la primera gran diferencia, no hay control sobre el condensador, éste se carga y descarga en la manera que se puedan regular esa carga y descarga y poco más se puede hacer. Mientras las fuentes de alimentación pueden recibir información para regular el flujo de corriente al descodificador y el tiempo en que trabajará, y como se parará en el caso de que haya un tramo aislado de corriente (esto normalmente lo regulan los descodificadores por medio de unas CV específicas para la alimentación ininterrmpida). Se puede decir que la alimentación initerrumpida es una "alimentación inteligente" como la de los teléfonos móviles, con su chip de control.

Las fuentes ininterrumpidas siguen el patrón de cableado de SUSI, y suelen tener el cable rojo para el polo positivo, el negro para el negativo y el blanco para el control, aunque su conexión está diferenciada en los descodificadores con tres pads en que el central es el de control y los extremos son la alimentación positiva y masa.

Otra cosa importante es que algunas fuentes ininterrumpidas NO funcionan en analógico, mientras que el sistema con condensador funciona también en analógico a través del descodificador.

Funcionamiento de un sistema con condensador

El sistema de alimentación de condensador, que no sólo condensador aunque también se pueda poner, consiste en tres componentes electrónicos:

- Condensador electrolítico de entre 220 y 2200 µF. Es el elemento que almacena la corriente en su interior. Cuanto mayor más corriente almacena y mayores pueden ser los problemas si éste se degradara, ya que en su interior tiene un componente ácido como el de una batería.

- Resistencia de carga, que puede ser de 1/4 W y de entre 100-120 Ω. La resistencia sirve para limitar la corriene de carga, de tal forma que evita que la central de mando interprete la carga como un cortocircuito en la vía.

- Diodo rectificador 1N4001 o equivalente (si el descodificador maneja corrientes superiores a 1A se tendría que mirar de subir el amperaje de este componente). El diodo está previsto para proteger el descodificador de una potencia excesiva entregada por el condensador que podría dañar al primero.

El esquema sería el siguiente para el polo positivo (rojo) y el polo negativo (color negro)

Conexión a un descodificador

El condensador no puede conectarse de cualquier manera a un descodificador, aunque el polo positivo está definido bien (color azul del común o rojo del SUSI) la masa no la tienen definida todos los descodificadores (al menos los más antiguos de 6/8 polos no).

Estamos hablando de que el postivo común de los descodificadores no es la masa, ya que todas las salidas de función de los descodificadores son el polo negativo para ese positivo común. Dicho esto, nos toca encontrar el polo negativo o masa, que suele estar en uno de los extremos del SUSI, en el otro extremo del SPP o incluso en los descodificadores de 21 y 22 pines, en el mismo conector, dependiendo del modelo en un pincho o en otro.

Para ello lo mejor es poner los ejemplos sobre los interfaces más usuales que nos podemos encontrar:

USP de Lenz PluX16 PluX22 21 MTC Next18
USP de Lenz NEM 658-16 NEM 658-22 NEM660 Next18
Positivo = U+ Positivo pin 6 (9) Positivo pin 6 (9) Positivo pin 16 Positivo pin 6 (15) - doblados para más potencia
Negativo = masa Negativo pin 5 Negativo pin 5 Negativo pin 20 Negativo pin 5 (14) - doblados para más potencia

Como se puede ver en los esquemas excepto en PluX que ya ponen una salida especial para el condensador, en el resto hay salidas específicas para positivo y negativo.

Nota: No pongo aquí el descodificador de Trix MTC14 porque no tiene positivo en el conector, aunque se puede sacar con diodos de las tomas de contacto de las ruedas.

Habitualmente es más fácil, porque está poco utilizada, la toma SUSI que tiene 4 contactos, poniendo el negativo a GND o masa y el positivo en U+ o ZVS. Hay que recordar que los colores de SUSI no se corresponden al estándar de los descodificadores, y por lo tanto el azul es el cable de la señal de reloj en vez del positivo, cosa que nos podría confundir.

SUSI

Práctica

En la práctica yo suelo utilizar los condensadores de 330 µF del tipo SMD, con los que tengo suficiente carga para evitar los tirones en vías sucias, pero también el ensuciado de las ruedas.

Siempre que puedo añado el circuito de protección, y aunque los condensadores pequeños no van a dar problemas en la carga y/o descarga es mejor reducir al máximo los efectos adversos, como el antes aludido de detección de cortocircuito de la central.

Para evitar equivocarme, suelo poner el cable positivo con color azul, y el negativo con color rosa, que no se suele utilizar en el cableado de los descodificadores.

El resultado de todo esto es que a casi todas las locomotoras a las que he cambiado el descodificador por otro más actualizado o les he puesto sonido, he aprovechado para ponerle un condensador y su rendimiento ha mejorado. Algunas otras locomotoras, como las analógicas de ROCO llevan ya integrado un espacio para el condensador, y sólo es necesario añadir el modelo que quepa en el agujero, que puede ser desde 1000 a 2200 µF, dependiendo del modelo.

Para el diodo y la resistencia no me he complicado con componentes SMD porque ni escala es H0 y de momento cabe todo dentro de la carrocería, pero  en alguna pequeña puede ser que se tengan que poner condensador más pequeño y/o componentes SMD.

El resultado puede ser perfectamente el que se ve en esta locomotora 269 que destripé hace bien poco y en la que utilicé un condensador normal para sortear con sus patillas largas las conexiones de iluminación y los contactos del foco superior, o un SMD en los bajos de una 252 de Electrotren:

         

A tener en cuenta: Las ideas que se dan aquí son a título orientativo,y es posible que haya que hacer algún invento aún no contemplado con cableados o posiciones del condensador. Es importante tener en cuenta que los condensadores electrolíticos son elementos que se desgastan con el uso y especialmente con el calor, tendiendo a reventar en caso de cargas/descargas bruscas y por ello puede ser una buena idea ponerlo aparte del descodificador para que no se caliente y en lugar seguro eléctricamente. Es también importante, ya que es un elemento polarizado, como el diodo, conectarlo correctamente como se indica, en caso contrario el mejor de los problemas es que el esquema no funcione, pero...

...hay que tener en cuenta la norma:

RCN 530 apéndice C

Aunque está en perfecto alemán, explica que el método probado y sencillo de cargar los condesadores con una resistencia tiene que realizarse con una limitación de carga de 100 mA para cumplir con los requisitos de la RCN 216, llegando a los 500 mA en descodificadores mayores, y la descarga se realiza a través del diodo. Para abundar más en la norma se pude leer la misma y encontrar más soluciones, como la utilización de una salida de función y diodos Schottky.

Es importante tener en consideración algo fundamental para el buen funcionamiento del sistema: que el condensador tenga siempre una tensión nominal superior a la que nos pueda dar el descodificador en la carga. Recomiendo siempre que sean de 25V, en vez de 16V, que es una tensión muy justa y que pudiera, con algún pico de corriente, superar la tensión nominal del condensador y acortar su vida útil si no ocurre algo peor.