Control de trenes por Arduino, una introducción

Introducción al control de trenes por Arduino

Comenzamos comentando el prototipo que nuestro socio Andrés Martínez está realizando de un controlador para locomotoras en corriente continua con interfaz a ordenador, mando a distancia infrarrojos y además posibilidad de conexión a móviles Android mediante el estándard  bluetooth.

Controlador de maqueta mediante Arduino

Nuestro socio basándose en la plataforma de hardware libre Arduino, ha encontrado la combinación perfecta para llevar hasta dos trenes (dos circuitos independientes) a través de un microcontrolador barato y que permite la regulación de tensión de la vía – que es quien gobierna la velocidad del tren al final – mediante el sistema de corriente por pulsos PMW (Pulse Modulation Width) que con un sistema parecido a los trenes digitales permite modular la velocidad del tren en 255 pasos.

Para este montaje, nuestro socio ha utilizado uno de sus placas Arduino Duemilanove (hoy ya no se fabrica y ha sido sustituida por el Arduino UNO y el Arduino Leonardo)  que pueden adquirirse en http://store.arduino.cc/eu/index.php, junto a una placa o shield para gestionar hasta dos motores de corriente continua con un consumo máximo de 2A por canal dicha placa de motores puede comprarse aquí http://www.seeedstudio.com/depot/motor-shield-p-913.html?cPath=132_134 y tiene la ventaja de que además de encajar perfectamente en un Arduino UNO, duemilanove o Mega, gracias al chip controlador L298N es capaz de llevar dos motores y de controlar el funcionamiento gracias a sus salidad de onda PMW con hasta 255 pasos e inversión del sentido de marcha de forma digital, lo que permite controlar de una manera muy fina la velocidad de los trenes que estemos llevando. La placa – diseñada en China – permite además la conexión sencilla de hasta 13 servos o cualquier otro invento que conectemos a la placa, permitiéndonos utilizar dos de estas salidas (con conector de 4 pines y que para el sistema ‘Grove’ que promociona el fabricante de la placa es conectar y listo) para conectarles dos potenciómetros o resistencias lineales de 10K Ohm dicho potenciómetro puede adquirirse además en la misma tienda http://www.seeedstudio.com/depot/grove-slide-potentiometer-p-1196.html?cPath=156_160 y es el perfecto control para los trenes de forma manual, aunque adolezca de botón para cambiar la dirección del tren (algo que no importa en nuestra maqueta de HO, pues está acantonada y preparada para ir exclusivamente en un sólo sentido por cada vía).

Una vez programado el dispositivo mediante código Arduino y probado en maquetas de nuestros socios, a nuestro socio ‘inventor’ se le ocurrió dotar de control inalámbrico por mando infrarrojos de su controlador, así que programó además la placa para que pudiera conectarse con un mando a distancia (típico de televisión) y mediante el receptor infrarrojos programó cada uno de los códigos que envía el mando a distancia, para una función concreta. El control de mando a distancia además de proporcionar libertad para el control en una maqueta tan grande como la nuestra de escala HO, también proporciona un botón de parada de emergencia que gracias al mando a distancia puede activarse desde cualquier punto de la maqueta y proporciona además el control del sentido y velocidad de ambos canales que permiten controlar trenes.

Actualmente nuestro socio está investigando en la construcción de un software que permita controlar la maqueta desde el PC a través del puerto serie USB y también que permita controlar la maqueta desde un teléfono móvil o un tablet con sistema operativo Android, que disponga de la tecnología Bluetooth.

Pronto publicaremos más vídeos, esquemas y software del controlador de maqueta (de bajo coste ~ 60€) que pensamos que puede ser útil para principiantes y experimentados en este hobby y que además puede llegar a ser la solución para el control de maquetas analógicas (más allá de los tradicionales y pesados transformadores que sólo permiten controlar la maqueta desde el punto en el que residen estos).

Desde la asociación, pensamos que es muy importante que nuestros socios investiguen en asuntos de electrónica y de control de trenes con electrónica ‘casera’, por ello ponemos a disposición de ellos nuestras maquetas, para que sean un banco de pruebas lo más real posible y puedan ajustar sus controladores.
La asociación se enorgullece asimismo de disponer de socios expertos en electrónica como nuestro socio Huberto Alonso que fue el director encargado de llevar a cabo y coordinar las obras de montaje del sistema de cantones y bloqueo automático de nuestra maqueta de HO y que además nos ayuda frecuentemente en el montaje de los cables eléctricos de cada una de las maquetas, tarea muy compleja y que sólo saben llevar a cabo unos pocos.

5 Replies to “Control de trenes por Arduino, una introducción”

  1. Hola, he estado leyendo vuestro blog y el tema del control por Arduino me parece muy interesante. Yo soy un novato en el tema maquetas, pero estoy construyendo una vieja maqueta de IBERTREN en escala N y me gustaría mucho tener información, si tenéis a bien compartirla, para poder controlar la maqueta con un Arduino.

    Saludos cordiales,

    Salvador Serra

    1. Buenas noches.

      Las pruebas que hicimos con Arduino fueron satisfactoria y conforme vayamos teniendo más tiempo y materiales seguiremos investigando, pues creemos que la plataforma de microcontroladores hardware libre Arduino es muy interesante y permite al modelista crear lo mismo que con las antiguas placas electrónicas (que valían su buen dinero) pero con un precio reducido y que además al ser hardware libre y replicarse en masa así como tener una gran comunidad detrás, hay muchísima información de todo el sistema.

      Nosotros sólo hemos probado a alimentar trenes con la salida PMW, pero tenemos varias ideas y esquemas para llevar a cabo el control de las secciones aisladas (mediante relés) y los desvíos (mediante multiplexores+arrays de transistores en configuración Darlington).
      De todas maneras, conforme vayamos avanzando iremos compartiendo, pues es un tema muy interesante y que los modelistas compartamos información sobre ello en castellano es necesario.

      Saludos y felices fiestas.

      1. Gracias por tu respuesta. Ya se han acabado las fiestas y parece que todo vuelve a la normalidad, y es por eso que vuelvo a retomar el tema del control de maquetas con Arduino. Yo también he estado investigando por mi cuenta y he mirado por Internet el tema de placas y «Shields» para Arduino. Hay de todo, aparte creo que también se pueden realizar inventos con sensores en las vías etc. para detectar trenes, y controlar cantones.
        Es un mundo apasionante y creo que puede resolver muchos problemas a la hora de realizar laboriosos circuitos y también a la hora de tenerlo todo centralizado y bajo control en una sola consola.

        Espero con interés vuestros resultados.

        Saludos cordiales,

        Salvador Serra

  2. Hola:

    Me llamo Francisco Gutierrez y soy el tesorero de Mascarat de Alicante.

    He leido con atencion vuestro articulo referente al control de nuestras maquetas o modulos con arduino y me ha fascinado, por lo que estoy y estamos a nivel de Asociacion, poder aprender de vosotros y de compartir en cuanto a este tema los conocimientos que sigais publicando.

    Quedo a vuestra disposicion asi como a la espera de nuevos articulos al respecto.

    Saludos

    Francisco Gutierrez Bernal
    Tesorero MASCARAT Modelistica de Alicante

    1. Muchas gracias por su comentario Francisco, la verdad que vamos investigando poco a poco y sólo hemos probado – por el momento – a moderar la velocidad del tren y a activar/desactivar cantones.
      La idea de estas pruebas es automatizar una maqueta de escala N (propia de quien te escribe y cedida a la asociación), con el fin de ir documentando los montajes y además servir de base de pruebas para posteriores inventos.
      Por otra parte, tengo en camino un adaptador bluetooth para Arduino, con el que poder programar aplicaciones Bluetooth con un Arduino (la idea detrás de esto es poder llevar la maqueta desde el móvil Android). Hemos realizado pruebas con un montaje similar al que puede verse en los vídeos, controlando las dos salidas para motores y permitiendo que funcionen independientemente, además el control lo hemos preparado de 3 modos: { remoto o vía PC, vía potenciómetro (local), o vía mando infrarrojos }. La experiencia ha sido muy interesante, pues estuvimos controlando una locomotora de escala HO con un mando a distancia (de los de la TDT) y la verdad que permite un ajuste suave de la velocidad, cambios de sentido y otras funciones como el stop de emergencia (en el botón de apagado del mando a distancia, jeje).
      Aún todo, nos queda mucho camino por recorrer, muchas tecnologías por investigar (el NFC promete y siempre podemos meterles un TAG NFC a nuestras locomotoras para que se ‘identifiquen’) y circuitos por montar.

      Muchas gracias de nuevo.
      Andrés Ignacio Martínez Soto
      Vocal de Relaciones Externas, Community Manager y socio de l’Associació Ferroviària de Godella

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