Il sistema di controllo (1)

Buona serata ai miei lettori!

Sono finalmente arrivato ad un punto importante nella costruzione del plastico: tutto il piano -1, quello della stazione nascosta è finalmente completato. Ho finito anche il cablaggio e la programmazione degli scambi e dei servo-relè. Dopo avere fatto un po' di pulizia e ripulito il piano del plastico dai piani di appoggio, la prospettiva è questa.



L'alone di luce che vedete a destra è semplicemente un faretto che ho puntato sulla zona degli scambi per lavorare meglio. Questa invece è la vista di infilata della stazione nascosta, con i suoi 7 binari.



Ma quello di cui voglio parlarvi oggi riguarda il sistema di controllo del plastico, od almeno quanto ho realizzato finora. Quindi la foto più significativa è questa che segue.



In primo piano in basso vedete il mio vecchio cellulare. Come potete osservare sul suo schermo c'è una replica fedele dell'immagine presente sullo schermo del PC. Avendo deciso di adottare RocRail come programma di controllo -almeno per ora-, e non volendo pagare il dazio per l'applicazione di controllo remoto su iOS -gratis per android...- ho optato per il servizio di controllo remoto offerto da VNC (link). Questo programmino permette di telecomandare un PC via rete anche tramite un cellulare, a patto che su questo siano installati i relativi programmi di controllo: tutto questo, fortunatamente a gratis.

A sinistra dello schermo invece, poco oltre il cappio di ritorno, trovate il booster DCC, altra autocostruzione. Mi permette di controllare tutto il plastico ed eroga una potenza massima di 55W. Al momento è tarato per disconnettersi automaticamente in presenza di assorbimenti superiori a 3A, oltre che in presenza di cortocircuiti. Lo vedete meglio qui sotto.



Subito sopra, al centro della foto, protetto da adeguata schermatura, c'è l'alimentatore switching principale, acquistato su internet a circa 10€ (link). Era tarato per fornire 12V/10A, ma un comodo regolatore già installato nel circuito stampato mi ha permesso di elevare la tensione in uscita fino ai 14.5V regolamentari, conformemente allo standard NMRA S-9.1 (link).

Poco più a sinistra si trovano due moduli gemelli: sono i rilevatori di corrente. Mi servono come sensori di occupazione di tratta per le 8 tratte in cui è stata divisa la stazione nascosta, ovvero i 7 binari di stazionamento ed il cappio di ritorno.

Subito sopra, dove vedete convergere i cavi piatti in uscita dai rilevatori di correte, c'è un modulo LocoServo di Hans De Loof. Al momento è collegato a tutti i servo motori -in bianco, fissati da staffe ad L in legno- che comandano i deviatoi della stazione nascosta, ma questo cambierà al termine della costruzione del piano superiore. Accanto ai servo motori, si trovano i servo relè per la polarizzazione dei cuori.

Lo schema complessivo attualmente è questo che segue.



Il PC è collegato ad un router WiFi che, oltre a garantire l'accesso alla rete ethernet di casa, permette anche l'accesso wireless. Normalmente il PC ha solo il monitor, seppure anche questo sia opzionale, in quanto tutto si controlla via cellulare tramite il programma VNC di cui vi ho parlato prima.

Una delle porte USB del PC è collegata al LocoBuffer (link): questo permette a programmi come RocRail di interfacciarsi al bus LocoNet per controllare periferiche e ricevere informazioni -ad esempio sulla posizione dei treni- dai sensori sparsi sul plastico.

Al bus LocoNet sono collegati attualmente un modulo LocoServo (link), per il controllo di 8 servo motori e 8 ingressi/uscite generici (I/O) , ed un modulo LocoIO (link) per il controllo di 16 I/O. A LocoServo sono collegati, tramite i moduli servo relè per la polarizzazione dei cuori, gli 8 servo motori per il comando lento degli aghi dei deviatoi.

Lo stesso modulo LocoServo riceve gli ingressi di 2 moduli rilevatori di corrente (link) per il controllo dell'occupazione delle 8 tratte. Questo controllo è utile per stabilire se un treno è presente all'interno di un blocco, ma non permettono di stabilire la posizione precisa del treno all'interno del blocco.

Il modulo LocoIO per ora si interfaccia soltanto ai 7 sensori ad infrarossi che ho autocostruito. Questi sensori mi servono per stabilire la presenza o meno di un treno in un punto esatto dell'impianto: in particolare individuano il punto di fermata dei 7 binari tronchi della stazione nascosta.

Il movimento dei treni sull'impianto è controllato direttamente dal PC tramite il booster DCC. E' il pc stesso, tramite RocRail, a generare il segnale DCC. Purtroppo ho dovuto ritoccare un po' il programma, dal momento che alcuni errori di stesura impedivano un corretto funzionamento a causa di reiterati reset del flusso dei pacchetti di controllo. Fortunatamente RocRail è sia gratis che open-source, ovvero è possibile accedere al listato da cui si genera il programma: questo mi ha permesso di lavorare senza ostacoli.

Un sistema di controllo presente sul booster interviene in caso di cortocircuiti in un tempo trascurabile (31.25ns per chi fosse interessato) e controlla periodicamente che il sistema sia tornato alla normalità prima di restituire il controllo al PC. Nel frattempo il malfunzionamento viene segnalato al PC, il quale, con i suoi tempi, provvede a disabilitare il segnale DCC ed avvisare l'utente.

Sino ad oggi il sistema di controllo è stato testato per oltre 300 ore, di cui 150 consecutive, e non ha generato alcun problema, quindi mi posso ritenere soddisfatto.

Per la prossima settimana spero di essere riuscito a provare 'andRoc', il sistema di controllo remoto di RocRail per Android, così ve ne parlo un po'.

A presto!!

La struttura modulare (2)

Buona serata ai miei lettori!

Riprendo questa sera la discussione sulla realizzazione della struttura modulare del plastico di Caprazzino. Dopo la puntata del mese scorso, questa volta vorrei parlarvi della struttura alla base dell'elicoidale, che fa da sostegno anche al cappio di ritorno della stazione nascosta.



Nell'ottica di consentire la trasportabilità dell'impianto, anche questa struttura è stata pensata come modulare, e suddivisa in quattro elementi basati sulla medesima forma. La curiosa disposizione basata su due quadrati concentrici mi ha permesso di realizzare una struttura solida e rigida, ma al tempo stesso leggera. Lo spazio centrale, che resterà vuoto, è pensato per permettere di ispezionare con comodità l'impianto e tutto il percorso elicoidale che collegherà il piano di stazione di Caprazzino a quella di Frontino, circa 60cm più in alto. Il quadrato esterno è da 110cm di lato, mentre il quadrato centrale ha una luce di 61cm.

Tutta la struttura appoggia sulle gambe di un vecchio tavolo che avevamo nella casa del mare e che è stato prontamente riciclato su suggerimento di mio padre. Ho preferito evitare di vincolare rigidamente le due strutture fra loro per facilitare lo scorrimento reciproco -entro certi limiti- in caso di dilatazione e/o deformazione della struttura a listelli. Per lo stesso motivo potete osservare che sulla destra, tra la base dell'elicoidale ed il muro, ho lasciato uno spazio di qualche centimetro. Questo inoltre facilita il posizionamento e la rimozione dei moduli quando ho necessità di lavorare su uno solo alla volta.



Ma veniamo alla costruzione. Ognuno dei quattro elementi che forma la base è assolutamente identico agli altri 3. I due listelli più lungi sono da 53cm, fissati ad L con la solita combinazione di vite da legno a scomparsa e colla Mille Chiodi. I due listelli più corti sono invece da 10 e 12cm rispettivamente, con uno dei lati tagliato a 22.5°. La differenza di lunghezza è legata al fatto che uno dei due deve supplire lo spessore del listello che forma il lato. Le viti sul perimetro esterno sono sempre piantate in modo da comprimere le fibre del primo listello.



Infatti, come potete vedere nello schema a destra, quando si collegano due moduli, i listelli da 10 e 12cm si trovano sempre affacciati e le due viti lavorano a 90° così da distribuire meglio di sforzi. Poiché la sola cornice esterna non sarebbe in grado di sostenersi, in quanto poggiante solo su quattro punti, per altro al centro dei lati, ho dovuto prevedere altri listelli. Anche se sarebbe stato sufficiente realizzare questa struttura di controventatura con i listelli da 15x15mm, ho preferito optare per quelli da 20x20 per aumentare la superficie di appoggio al tavolo e formare al contempo una base di appoggio uniforme.



Come prima cosa ho realizzato questa T. La scelta di questa forma è stata dettata da due fattori. Innanzitutto avevo necessità di predisporre la base per i supporti l'elicoidale, che sono concentrici ai quadrati che formano la base dell'intelaiatura. In secondo luogo dovevo trovare il modo di fissare con viti i listelli, e non avrei potuto farlo se il lato lungo della T avesse raggiunto l'angolo, dove c'è già la vite che collega i due listelli della cornice. Terzo ma non ultimo, volevo aumentare la superficie di appoggio sulla gamba del tavolo.



Una volta realizzata la forma della T, ho provveduto ad allinearla con un a squadra da carpentiere alla struttura esistente per verificarne il corretto posizionamento. Dopo di che, ho provveduto ad una buona passata di Mille Chiodi sulle superfici di incollaggio.



A questo punto, mantenendo in posizione la T con due morsetti a ganascia, ho bloccato due cunei a 45° a circa 5cm dal vertice con l'ausilio di due morsetti a vite.



La funzione dei cunei è più chiara in questa foto: mi servono per mantenere saldamente in posizione la T pur essendo questa angolata di 45°. I due morsetti laterali bloccano i cunei in posizione, evitando che scivolino via.



A questo punto, bloccando l'escursione laterale della T con i morsetti a ganascia, ho praticato il foro guida per la vite di fissaggio ed il relativo scasso per far scomparire la testa della vite e garantire un perfetto affaccio dei singoli moduli. Vi consiglio di praticare prima il foro guida e realizzare solo dopo lo scasso utilizzando una punta da legno a tre punte come quella illustrata qui sotto.



Per realizzare un foro inclinato a 45° con questa punta, iniziate a forare perpendicolarmente al listello senza esercitare particolare pressione: dovete solo iniziare ad incidere la superficie del legno tracciando una circonferenza. Poi iniziate ad inclinare progressivamente la punta: il foro guida farà sì che la punta centrale sia guidata nella direzione giusta. Le punte esterne provvederanno invece ad allargare il foro iniziale sino a raggiungere la forma voluta. Basta poca pratica, un po' di precisione e molta pazienza per ottenere ottimi risultati.



Praticati entrambi i fori sul lato corto della T e invitate le viti di fissaggio, potete rimuovere i quattro morsetti e passare al fissaggio del lato lungo della T. Questo risulta particolarmente facilitato se avete preso bene le misure e se avete a disposizione un morsetto per incollare a squadro. Suggerisco di tagliare sempre mezzo millimetro più corto del necessario così da poter mettere in tensione il legno con il fissaggio e compensare eventuali dilatazioni termiche.



Anche qui immancabile la vite a scomparsa per evitare brutte sorprese dal solo incollaggio. Essendo il foro ortogonale alla superficie del listello, la procedura è particolarmente semplice, ma il risultato finale è piuttosto soddisfacente.



Ora è necessario fissare i due supporti laterali. Purtroppo il taglio non è particolarmente agevole, dato che l'angolo è da 11.25°: in questa fase mi è tornata particolarmente utile la mia fedele rettificatrice a disco della Proxxon, regalo di mio babbo! Grazie Liano! Anche se ho sacrificato un poco di legno è stato più facile partire da un taglio a 22.5° e poi eliminare il legno in eccesso verificando il profilo di volta in volta con un goniometro a bracci. Terminata la fase di taglio e rettifica, e spalmata un po' di colla sulle superfici di incollaggio ho posizionato il listello al suo posto e l'ho bloccato con un altro listello con un taglio complementare.



Un secondo listello con lo stesso angolo di taglio blocca l'angolo opposto così da permettere un posizionamento saldo. Solito foro guida e scasso per la vite di bloccaggio ed anche questa parte è completata.



Ho realizzato quindi una struttura analoga sul lato opposto e ripetuto tutto il lavoro che vi ho descritto per altre tre volte, ottenendo quattro moduli identici.



L'assemblaggio finale della struttura si basa sui soliti tasselli da legno e bulloni con testa esagonale già descritti nei post precedenti. Il mio trapano è abbastanza piccolo da riuscire a passare senza problemi negli spazi laterali, ma vale la pena controllare prima di fissare con colla e viti. Se il trapano non passa, praticate i fori di collegamento prima di fissare i supporti, altrimenti rischiate di rovinare un buon lavoro con fori non correttamente allineati.



Ed ecco il prodotto finito. Sono stato molto soddisfatto dalla regolarità della struttura e dalla facilità di assemblaggio. I listelli della Onlywood (link) si sono dimostrati veramente un prodotto valido ma dal prezzo accessibile. Sebbene siano presenti alcuni nodi, veramente pochi di essi presentavano curvature tali da impedirne l'uso. Inoltre un buon periodo di acclimatamento ed una casa particolarmente secca hanno sicuramente giovato.

Per finire ecco un dettaglio del punto di appoggio della struttura alla gamba del tavolo. Come potete vedere la testa della T appoggia proprio dove volevo e distribuisce bene il peso.




A presto!!

Deviatoi (3)

Buona serata ai miei lettori.

Questa vi parlerò della installazione e motorizzazione dei miei deviatoi. Sempre nell'ottica di contenere le spese senza però intaccare le prestazioni, ho cercato una soluzione economica al movimento lento degli scambi ed alla polarizzazione del cuore.

Di solito quando si parla di movimento lento il pensiero va subito ai Tortoise (link) o ai più recenti Tillig (link). Entrambi hanno dalla loro il fatto che la polarizzazione del cuore è decisamente semplice, essendo in essi integrato un semplice circuito elettromeccanico. Purtroppo non sono proprio piccolissimi; il Tortoise occupa 51x51x83mm, quindi avrei dovuto equipaggiare tutti gli scambi di Caprazzino con il sistema di controllo remoto via filo (RTM), posizionando i motori nel piano della stazione nascosta: complicazione inutile a parer mio, per non parlare del costo. I Tillig sono più abbordabili come dimensioni, 82x65x24mm, ma -se ho capito bene- permettono solo la polarizzazione del cuore e non l'inversione di polarità. Inoltre come prezzo, esclusi sconti, siamo per entrambi intorno ai 20 euro.

Cercando in giro su internet si trovano una pletora di soluzioni alternative. Tra le più popolari c'è chi utilizza i servo motori dei lettori CD, veramente ottimi per il movimento lento e per la forza esercitata, ma ahimè lo spazio per sistemarli non abbonda... Diffusissimo anche l'uso dei servo motori: in giro se ne trovano di tutti i tipi; i più piccoli che ho trovato sono gli Hobbyking HK15168, costano pochissimo (appena 2.43€) e in 26x23x11mm riescono a sviluppare 1kg di coppia alimentati a 5V. Non male ma purtroppo ho verificato non essere abbastanza per i miei deviatoi, che hanno gli aghi elastici. Mi sono pertanto rivolto ai loro fratelli maggiori, gli Hobbyking HK15148, che costano poco di più (2.54€), sono un poco più grandi (33x28x13mm), ma sviluppano 2.3kg di coppia a 5V. Li ho provati e sono veramente soddisfatto.



Ovviamente l'uso di servo motori comporta due cose: primo, non li potete controllare con un pulsante, ma dovete rivolgervi ad un circuito elettronico che generi il segnale di controllo; secondo, bisogna provvedere autonomamente alla polarizzazione del cuore.

Quanto al primo problema, poco male. Avendo deciso di comandare il plastico in digitale sfruttando il bus LocoNet ed il programma RocRail, è stato molto facile trovare un dispositivo adatto allo scopo. Hans De Loof (link) produce e vende un circuito elettronico in kit che si chiama LocoServo e che permette di controllare fino ad 8 servo motori. Il kit completo di circuito stampato, componenti e chip programmati costa 34€, il che vuol dire 4.25€ a motore: decisamente concorrenziale se confrontato con la soluzione Tortoise.



Quanto alla polarizzazione, la scelta più economica ricade sui microswitch. In giro se ne trovano di piccoli (20x10x5mm) a 0.85€ (ad esempio: link), ma la fonte più economica in assoluto sono i mouse rotti. Normalmente ne potete trovare almeno 3 per "topo" in quelli recenti, due in quelli più vecchi, dove la rotella non era un pulsante. Vanno più che bene, anche se sono senza levetta di attuazione: basta inserirli sotto uno dei bracci della leva di comando con un poco di attenzione.

Infatti non bisogna né limitare la corsa del servo, onde evitare di ritrovarsi con un deviatoio i cui aghi non riescono a toccare bene il contrago, né rischiare di non chiudere il contatto, con evidenti problemi elettrici nella polarizzazione del cuore. La soluzione che ho adottato nei primi tempi -e che vedete qui sopra in foto- è stata quella di una regolazione a vite dell'altezza dello switch: una volta saldato lo switch su una basetta per prototipi, ho praticato il foro per una vite da legno ed interposto tra il piano in compensato e la basetta un adeguato strato di cartoncino ondulato. Il cartoncino, conservando parte della sua elasticità, tende a tenere sollevato lo switch, la cui altezza può essere regolata con la vite, la quale comprime più o meno il cartoncino stesso.

Se ben tarata, questa soluzione è pratica ed economica e permette di ottenere l'equivalente di un motore per deviatoi a movimento lento con polarizzazione del cuore a poco più di un terzo del prezzo dei concorrenti commerciali. Circa la questione della inversione di polarità, può essere risolta semplicemente usando due switch affiancati al posto di uno.



Per quanto riguarda il comando degli aghi, la soluzione che ho adottato si basa su un semplice tirante in acciaio armonico, opportunamente piegato. Inizialmente ho optato per un cavetto di diametro 0.6mm, che potete vedere qui sopra. La piega ad N funge da molla per evitare al servomotore ed agli altri organi di controllo degli aghi di stressarsi troppo quando questi ultimi giungono a contatto con il contrago.

Ottimo il funzionamento in trazione, ma non sono rimasto soddisfatto di quello in compressione: il filo è così elastico che tende ad inarcarsi se la guaina non lascia scoperti solo gli ultimi 5-10mm. Per questo motivo, non trovando il cavo di diametro 0.8mm, sono passato al 1.0mm, il quale si comporta egregiamente, sia in trazione che compressione, anche se purtroppo è troppo rigido per scorrere in guaine piegate.

Quanto al posizionamento dei servo motori ho sfruttato delle sezioni da 1cm di profilato ad L in legno. Con l'aiuto di una dima e del trapano a colonna, ho forato il lato lungo del profilato in corrispondenza delle viti di fissaggio del servo per ridurre lo sforzo sul legno; ho ripetuto questa operazione praticando un foro anche al centro del lato corto per alloggiare le viti di fissaggio al piano di appoggio. Il tutto è rigorosamente più basso di 20mm, a garanzia del fatto che potrò adottare questo sistema anche per la parte a vista del plastico, montando i motori sottoplancia, senza rischiare di intralciare la circolazione dei treni.

A presto!

Deviatoi (2)

Buona serata e buona Pasqua di Resurrezione ai miei lettori!

In questi giorni di festa ho avuto modo di lavorare un po' al mio plastico. Finalmente tutti i servo relè sono completi, e buona parte di essi sono già in posizione. Purtroppo però sono rimasto a corto di connettori, quindi non sono riuscito a connetterli tutti... Pazienza!

Eccovi una foto del gruppetto realizzato.



E qui sotto i tre di loro sistemati e completamente connessi alla radice della stazione nascosta.



Sono particolarmente soddisfatto del funzionamento, ma devo ancora lavorare un po' sulle modalità di configurazione: troppo macchinose.

Comunque, torniamo alla costruzione. I deviatoi che vedete qui sopra fanno parte della seconda generazione. Per realizzare questi deviatoi, come vi avevo raccontato la settimana scorsa, ho fatto ricorso a delle dime. Ovviamente autocostruite anche quelle!

Prima cosa da costruire, strumento utilissimo, è la dima a tre punti. Avendo un sacco di scarti di FR4 provenienti dal taglio delle traversine, ho pensato di usare proprio questo materiale, ricoperto di rame solo da un lato, perché permette di ottenere un posizionamento molto preciso dei punti di controllo. Al tempo stesso, se la saldatura viene fatta bene, il risultato è particolarmente robusto.

Vista da sopra in prospettiva

Vista da sotto in prospettiva

Questo è il progetto della dima, realizzato con Sketchup (link). La faccia in marrone più scuro è il lato ramato del FR4. Ogni punto di contatto con le rotaie ha due punti di fissaggio, realizzato con blocchetti quadrati da 2mm di lato: un buon compromesso tra maneggevolezza e precisione. I profilati che vedete sono dei Codici 100 da 2.5mm di altezza. Durante la costruzione è necessario controllare con assoluta precisione che la base ad Y sia perfettamente planare. Rispetto ad una struttra a T, più tradizionale e più semplice da realizzare, ho preferito una soluzione a Y perché mi consente di effettuare lavori di saldatura nella finestra tra i due punti superiori. Inutile dire che lo scartamento deve essere controllato con altrettanta precisione.

Ecco le foto del risultato finale.





La "colata" di stagno sottostante serve ovviamente ad irrobustire il tutto ma, se non pensate di sforzare troppo la struttura, è del tutto superflua, potendo venir sostituita da una velo di Loctite.

Secondo strumento utile, le dime per la rastrematura del cuore. Le vedete in secondo piano nell'ultima foto. Qui le cose si fanno più complicate: questa dima deve resistere a sforzi di una certa entità, quando la rotaia del cuore viene passata alla levigatrice. Per questo motivo ho dovuto pensare ad una struttura più robusta.

Vista da sopra in prospettiva

Vista da fianco in prospettiva

Da prpogetto la dima è costituita verticalmente da 4 strati: una base da 20mm di listello di abete piallato, uno strato da 0.5mm di cartoncino bristol, uno strato da 1.6mm di FR4 ed un ultimo strato da 0.6mm di cartoncino bristol. Alla fine ho deciso di rinunciare all'ultimo strato, quindi nelle foto vedrete comparire direttamente il rame. I due cilindri più piccoli sulla sinistra rappresentano due chiodini ottonati, diametro 0.6mm: trattengono in posizione la contro-dima. Il cilindro più grande sulla destra invece rappresenta una vite da legno diametro 3mm: deve trattenere la dima principale in modo tale che la rotaia in lavorazione abbia un solido appoggio e resti perfettamente verticale. Tutti gli strati sono stati fissati con colla Mille Chiodi, oltre che con i già citati chiodi/viti.

Questo l'oggetto finale:





Il rame qui ha anche un'altra funzione utile: permette di dissipare più rapidamente il calore che si sviluppa in fase di lavorazione, così da non abbrustolire i materiali confinanti. Queste dime vanno realizzate in coppia. Perché? Guarda questa immagine:

Se ben allineate, le due dime destra e sinistra formano una terza dima: quella per la saldatura del cuore. Basta bloccare le due metà con un morsetto e saldara le due rotaie, ora fermamente in posizione e perfettamente allineate. Al termine, si sfilano i due blocchetti, trascinandoli delicatamente indietro. Se l'operazione viene svolta con accuratezza, produrre il cuore ora è la parte più semplice di tutto il processo. Dimenticavo: per allineare sempre con precisione le due dime è sufficiente incidere due tacche sul rame con un cacciavite od un punteruolo.

Ed ora la parte più complicata: il piega-binari. Nell'ottimo tutorial di Giorgio Donzello, si cita la necessità di piegare gli aghi e le rotaie curve. Purtroppo questa operazione, pur essendo di fondamentale importanza per ridurre gli stress tensili sulle saldature delle rotaie curve, viene fatta a "mano libera". In realtà, cercando su internet, è facile trovare uno strumento che faccia esattamente la stessa cosa ma in modo molto più controllato. Si chiama Rail Roller (link) ed è prodotto da Fast Track, al un prezzo decisamente troppo alto per i miei gusti, sicuramente giustificato dalla precisione della lavorazione. In realtà è facilissimo costruirne una versione casalinga a meno di un decimo del prezzo.

Ecco qui uno schizzo del progetto Sketchup.

Sono necessari tre cuscinetti a sfere -a Bologna c'è la Emiliana Cuscinetti che li vende si al dettaglio che all'ingrosso- quattro bulloni (tre corti ed uno lungo), quattro viti da legno autofilettanti da 20mm, quattro dadi, qualche rondella, ed una molla. Quanto al materiale di supporto, io mi sono affidato al legno: profilati 15x15mm di abete piallato e compensato da 4mm di spessore. Per capire la struttura guardate l'immagine sottostante.

La struttura è composta di due parti: una cornice fissa, rettangolare, da 50x100mm, formata da 4 profilati 15x15mm incollati fra loro con Mille Chiodi. Nella parte superiore, due rettangoli di compensato da 22.5x100mm lasciano uno spazio vuoto da 5mm di spessore per  fare scorrere liberamente il bullone vincolato alla slitta. Abbiate cura di controllare la perfetta ortogonalità dei quattro pezzi, altrimenti la slitta scorrerà male. Sebbene non illustrato, i due listelli laterali devono presentare ciascuno un foro ed uno scasso per ospitare la testa dei bulloni che fisseranno i due cuscinetti mobili.

La seconda parte è proprio la slitta, costruita con una struttura a doppia T, formata da tre listelli da 15x15mm incollati fra loro. E' bene che il pezzo dal lato della manopola presenti uno scasso profondo al massimo 5mm per consentire il buon scorrimento della testa del bullone che serve per regolare la posizione della slitta. Dal lato opposto andrà inserita la molla di richiamo. La parte centrale della slitta deve invece presentare un foro passante ed uno scasso per ospitare la testa del bullone che fisserà il cuscinetto mobile.

Ciascun cuscinetto è separato dal legno da e dal dado di fissaggio con una rondella per facilitare lo scorrimento e consentire l'inserimento del piede della rotaia. Sistemati i cuscinetti a sfere ed il bullone per il posizionamento della slitta, si inserisce la molla di richiamo e si chiude il fondo con un rettangolo di compensato da 50x100mm. Il funzionamento è del tutto analogo a quello dello strumento originale che trovate qui (link).

Ecco invece la foto della mio surrogato che, come potete vedere, è stato ampiamente utilizzato per realizzare i deviatoi. La tacca che vedete in basso a sinistra mi serve per segnare la curvatura nulla.



Qui invece una visuale di insieme dei tre strumenti di cui vi ho parlato. Come manopola ho riciclato il contenitore di una treccia dissaldante, ma qualunque oggetto rigido vagamente circolare può andare bene.



Per oggi questo è tutto.

A presto!

Deviatoi (1)

Buona serata ai miei lettori.

Come promesso questa sera vi parlerò di come ho progettato e realizzato i deviatoi della stazione nascosta. Poiché il mio scopo era quello di contenere al massimo i costi per l'armamento, ho deciso di realizzare artigianalmente tutti i deviatoi. In particolare, sono rimasto affascinato da questo articolo (link) di Giorgio Donzello, soprattutto per la flessibilità di geometrie che l'autocostruzione integrale può offrire.

Il punto di partenza proposto nell'articolo consiste nel fotocopiare un deviatoio commerciale. Avendo però un certa esperienza in campo CAD - come alcuni amici potrebbero testimoniare - ho pensato di realizzare anche il progetto del deviatoio. Quando lavoravo con Trainz, una delle cose più fastidiose del programma erano proprio i deviatoi: a meno di non costruire un oggetto ad-hoc, il simulatore semplicemente intersecava le rotaie, senza interromperle in corrispondenza del cuore. Stessa storia per gli aghi. Potete vedere cosa intendo qui sotto.

A suo tempo tentai di risolvere il problema creando un oggetto apposito che rappresentasse tutto il deviatoio, con aghi, cuore, zampe di lepre e quant'altro. Poi però, tra una cosa e l'altra, non se ne fece più nulla ed i documenti rimasero a languire, passando da un pc all'altro. Quando ho deciso di iniziare a costruire i deviatoi, il pensiero è subito corso alle pagine di trigonometria che mi ero sbobinato ed ho deciso di tentare di applicare le formule al programma che avevo deciso di usare per progettare il plastico: Xtrackcad (link).

Manco a farlo apposta, stesso problema. I deviatoi vengono perfettamente bene, ma niente da fare: aghi, cuori, zampe e quant'altro non vengono nemmeno presi in considerazione. Se non altro però, è molto più facile progettare il tracciato, e posso esportare in formato DXF. Non contento ho cercato ancora, ed ho trovato Templot (link). Già la prima pagina mi ha fatto ben sperare, ma dopo qualche tentativo, ero certo di aver trovato esattamente quanto mi serviva. Tanto per fare un esempio, con Templot si può progettare questo:

Templot ha un unico, macroscopico difetto: e' tanto potente quanto difficile da imparare ad usare. Permette di configurare ogni minimo dettaglio del deviatoio che si vuole costruire, sia esso un deviatoio semplice, doppio, triplo, in curva, inglese, baeseler... Potete impostare, per ciascuna traversina, non solo la lunghezza, ma anche l'angolo rispetto al corretto tracciato. Inoltre importa anche i DXF. E qui è stato amore incondizionato! Certo perché, avendo già abbondantemente lavorato al piano binari di Caprazzino e compagnia bella, non volevo certo buttare via tempo a rifare tutto da capo: potendo importare il DXF come base su cui lavorare, ho fatto veramente presto a ricostruire il tutto.

Ora però basta divagare: parliamo della stazione nascosta. Lo spazio a mia disposizione nel punto più stretto è di 40cm, abbastanza per farci stare 7 binari con un interbinario di 50mm, come avete visto nel post precedente. Non volendo sprecare troppo spazio, ho deciso di optare per deviatoi con angolo di deviata di 15°. Per aumentare al massimo il raggio di curvatura del ramo deviato ho optato per prolungare la curva oltre il cuore. Inoltre per irrobustire la struttura optato per tratto di ingresso di 11mm, calcolati tra la punta degli aghi e l'inizio del modulo del deviatoio. Il risultato è questo:

Ovviamente questo non è il primo tentativo. La prima volta ho completamente dimenticato di impostare la traversinatura italiana, con il risultato che le traverse erano decisamente più lontane le une dalle altre.



Per questa prova avevo deciso di incollare il template del deviatoio ad un pezzetto di compensato da 4mm di spessore, opportunamente sagomato. Quanto alle traversine, ho usato dei rimasugli di basette ramate per circuiti stampati, tagliati a mano con santa pazienza. Per un incollaggio uniforme, tre morsetti ed un listello 15x15 pescato dalla cassetta degli scarti sono risultati perfetti.



Ad incollaggio terminato, ho provveduto a livellare eventuali imperfezioni con una passata di carta vetro. Dopo di che sono passato ad una delle parti che temevo di più: il cuore. Per questa prova ho lavorato a mano, con la mia fida levigatrice a disco della Proxxon, controllando di volta in volta che l'angolo formato dalle due metà del cuore fosse quello giusto con un goniometro a bracci. Una volta soddisfatto sono passato alla saldatura. Consiglio vivamente stagno diametro 0.5mm con flussante.



Consolato dal risultato, seppure non impeccabile, sono passato alla rotaia esterna del tracciato deviato. Dopo aver asportato con una lima la parte corrispondente al contrago ho provveduto a saldare anche questa rotaia, facendo affidamento alla traccia stampata da Templot. Importante ricordare che il programma, a meno di non chiederlo esplicitamente come ho fatto qualche immagine fa, stampa solo il profilo del fungo della rotaia e tralascia il piede.



Ovviamente non bisogna assolutamente saldare la faccia interna del contrago, altrimenti l'ago non sarà più in grado di andare a combaciare con il contrago. In questa prova ho proceduto dalla punta del deviatoio verso il cuore, saldando traversina per traversina. Dopo di che sono passato alla rotaia esterna del corretto tracciato.



Ho controllato lo scartamento con il calibro sia sulle due traverse di ingresso, in basso a sinistra per intenderci, sia sulle quattro traverse di uscita; fondamentale anche il controllo al cuore del deviatoio.
A questo punto è toccato agli aghi. Anche qui ho usato la mia fida Proxxon per arrivare ad un risultato soddisfacente, e tante misure con il calibro ovviamente. Da non dimenticare una passata di carta a vetro per arrotondare la punta dell'ago così da facilitare l'instradamento del bordino. Se si decide di realizzare scambi con aghi flessibili è bene ricordate di lasciare un congruo numero di traverse non saldate tra la punta degli aghi e la prima saldatura.



Restano ora soltanto da completare le zampe di lepre e le controrotaie del cuore. Per quanto riguarda le prime, dopo aver inciso il piede con un dischetto da taglio, ho piegato la rotaia con una pinza, avendo cura di rispettare gli angoli del template. In questa prova ho avuto cura di lasciare uno spazio di circa 1mm tra la rotaia del'ago e la zampa di lepre corrispondente.



Terminata anche questa parte, una prova di circolazione è d'obbligo. Anche se si è controllato più volte lo scartamento, niente da fiducia quanto il primo rotabile che transita sul cuore. Ovviamente a questo punto, senza le controrotaie a guidare il bordino esterno, è probabile che vi sia ancora qualche problema, soprattutto nel tratto nocivo. Quello che importa in questo momento è che in tutti i tratti guidati lo scorrimento degli assi avvenga senza intoppi.



Per le controrotaie si procede allo stesso modo delle zampe di lepre: si incide, si piega, si posiziona sopra il template e si salda, controllando con il calibro. A questo punto non devono esserci più intoppi anche nel tratto nocivo. Un consiglio: per essere sicuri che tutti fili liscio una volta in opera, fate passare un rotabile avendo cura di premere in direzione del cuore. La contro rotaia dovrà guidare il bordino della ruota opposta al cuore evitando che il bordino dell'altra ruota vada ad urtare contro la punta del cuore.

Come ultima cosa, ho sezionato tutte le traverse lungo l'asse mediano onde evitare cortocircuiti. Dopo di che ho fatto una prova di circolazione, elettrificando le rotaie del deviatoio con morsetti a coccodrillo. Anche qui nessun problema, fortunatamente.

Questa è stata la mia prima esperienza nell'autocostruzione degli scambi. Esteticamente è terribile, ma è stato un ottimo test per verificare di avere le capacità necessarie per la messa in opera del resto del parco. Inoltre l'esperienza messa a frutto mi ha fatto capire che servono almeno altri tre strumenti fondamentali per riuscire più rapidamente nella costruzione:

• una dima a tre punti per mantenere costante lo scartamento;
• due dime per la rastrematura delle due rotaie costituenti il cuore;
• uno strumento per piegare le rotaie in modo controllato così da ridurre lo stress sulle saldature.

Di questi strumenti -tutti ampiamente fabbricabili in casa-, della successiva generazione di deviatoi e della loro messa in opera ve ne parlerò nelle prossime puntate.

Per concludere ecco una foto del mio servo relè in opera, a fianco di un deviatoio della seconda generazione. Ho terminato la programmazione del pic ed i primi test sono piuttosto soddisfacenti. Ora tocca realizzare altre 7 copie.

A presto!