Progetto di diorama operativo con movimentazione pietrisco

[Docdelburg]

Progettare non costa nulla e, almeno per me, rappresenta una buona parte del divertimento in questa nostra comune passione per il ferrmodellismo. Il resto del divertimento sarà poi, sempre per me, la realizzazione finale.

E il progetto è tanto più divertente quanto più complicata si rivela la ricerca di soluzioni elettriche, elettroniche e meccaniche.
Al momento, stuzzicato dall’originale diorama “miniera di carbone” di Luca, sto pensando di realizzare un diorama operativo di 100x130 cm completamente automatico, da esposizione, che riproduca la movimentazione di pietrisco con carri tramoggia dal punto di estrazione al punto di lavorazione finale.

Su un binario posto ad un piano superiore, 2 o 3 carri Talbot Roco vengono caricati in automatico di pietrisco da un edificio/contenitore dotato di scivoli con chiusure opportunamente comandate a tempo. Dal binario superiore i carri, trainati da una piccola loco (D214, D225, Kof, Badoni….), raggiungono il binario al piano inferiore percorrendo un elicoidale a 1+1/2 spira con raggio 40 cm.
Al piano inferiore i carri si fermeranno in corrispondenza di aperture con grate poste ai lati del binario e sopra a degli elettromagneti. I carri Talbot Roco hanno un accessorio metallico da applicare sotto per poter far aprire il fondo della tramoggia così da lasciar uscire ai lati il contenuto che andrà a cadere nelle grate depositandosi in un raccoglitore sottoplancia.

L’idea sarebbe quella di provare a far funzionare il tutto in analogico e possibilmente senza Arduino, con tutta una serie di sequenze che mi sta già mettendo a dura prova nel trovare soluzioni adeguate.
Per fermare il convoglio nei due punti precisi desiderati pensavo a sensori a raggi infrarossi che agirebbero su relè a 5V che dovrebbero dare impulso agli altri meccanismi. Pensavo anche di usare dei relè temporizzati e relè bistabili.

In pratica, quando il convoglio arriva al punto di carico, il sensore che si attiva appena la testa del convoglio ci transita sopra deve:
- togliere alimentazione alla trazione e farlo per almeno 1 minuto;
- invertire la polarità dell’alimentazione di trazione;
- far funzionare per tot secondi l’apertura degli scivoli per il carico di pietrisco in modo da riempire le tramogge;
- impedire che il suo stato attivo faccia ripetere le funzioni precedentemente descritte.

Analogamente il sensore che si attiva al punto di scarico deve:
- togliere alimentazione alla trazione e farlo per almeno 1 minuto;
- invertire la polarità dell’alimentazione di trazione;
- attivare per tot secondi gli elettromagneti posti tra le traversine che fanno aprire gli scarichi delle tramogge;
- impedire che il suo stato attivo faccia ripetere le funzioni precedentemente descritte.

Poi c’è il problema di trasferire il pietrisco scaricato nel raccoglitore in basso, di nuovo in alto, nel contenitore che serve a riempire i carri e in questo senso avevo pensato a un paio di tubi con all’interno una coclea comandata da motorini elettrici azionati periodicamente.

L’apertura degli scivoli di carico del pietrisco potrebbe essere azionata da un servomotore.

Dimenticavo di dire che il tutto sarà realizzato cercando di utilizzare il più possibile materiale già in mio possesso e di risulta, acquistandone quindi il meno possibile.

Sono ovviamente graditi commenti, suggerimenti e critiche.

[MrPatato76]

Il circuito di trazione sarebbe un va e vieni, con dei sensori ed un temporizzatore.
Il problema sarà sincronizzare le fasi di carico e scarico.
La coclea potrebbe anche andare in continuo.
Prevederei dei polmoni di accumulo per il materiale in attesa di carico e per quello scaricato.
Se hai intenzione di movimentare pietrisco, tutte le parti in movimento dovrebbero essere in metallo per resistere all’usura.

[Docdelburg]

Si Roberto, tutto giusto, grazie delle puntualizzazioni.
Il problema principale su cui mi sono un pò arenato è il funzionamento dei sensori a infrarossi postati in precedenza.
Funzionano con una uscita sempre alimentata che si interrompe alla presenza di un ostacolo. Questo, sembra di capire, per avere sempre controllo del loro corretto funzionamento. Sto cercando un sistema per evitare che il loro permanere sensibilizzati dal convoglio, che ci deve stare sopra il tempo di carico/scarico, faccia ripetere più volte le procedure meccaniche appena terminate.
Dovrei fare un giro complicato di relè che bloccano altri relè......

L'interfaccia dei sensori sarà comunque un modulo di relè per forza di cose

[Docdelburg]

Mi sa che dovrò mettermi a studiare qualche integrato tipo flip flop o simili......

[MrPatato76]

Beh con una scheda arduino sarebbe molto più semplice....(e meno costoso)....

[marione]

Come idea e pensata la trovo geniale, bravo Mauro!
Aspettiamo gli sviluppi!

Marione

[Egidio]

Caspita che bel progettino....... Davvero molto interessante considerato anche il fatto che molti congegni
saranno gestiti da automatismi. Ti seguiro' davvero con interesse, Doc. Appena ci saranno sviluppi tienici informati. Saluti. Egidio.

[adobel55]

Interessante Doc, da seguire con attenzione.

[FrancoV]

Se dovessi farlo non saprei da che parte cominciare , ma ricordo che cose del genere si facevano con "pedali " e relais.

[MrPatato76]

Dunque Doc
La logica di funzionamento potrebbe essere questa:
-La coclea che sposta il materiale dal serbatoio di scarico a quello di carico vagoni sempre in funzione;
-Convoglio in posizione di partenza con i vagoni posizionati sotto le bocche di carico;
-Apertura bocche per un determinato tempo necessario al carico dei vagoni;
-Chiusura delle bocche;
-Delay di X secondi;
-Partenza del convoglio;
-Arrivo del convoglio e posizionamento dei vagoni sulle bocche di scarico;
-Avvio fase di scarico;
-Delay di X secondi;
-Ripartenza del convoglio.

Domanda: l'avvio del ciclo deve essere manuale (schiaccio un bottone per far partire il tutto) o automatico (ripetizione infinita del ciclo)?
Un qualcosa di simile era stato fatto per la Consolidated Nikel Mine, ti ricordi?

[IpGio]

Son ben curioso... vediamo stavolta Mauro cosa tira fuori... dal cilindro.
IpGio

[Docdelburg]

Dunque Doc
La logica di funzionamento potrebbe essere questa:
............
Domanda: l'avvio del ciclo deve essere manuale (schiaccio un bottone per far partire il tutto) o automatico (ripetizione infinita del ciclo)?
Un qualcosa di simile era stato fatto per la Consolidated Nikel Mine, ti ricordi?

Certo Roberto, la logica è questa e dovrebbe essere un ciclo che si ripete in automatico, un loop. Mi sto un pò incartando col fatto che vorrei utilizzare il più possibile materiale già in mio possesso e tra questi ci sono i sensori di ostacolo a raggi infrarossi a 5 volt adatti anche ad Arduino. Questi sensori producono un segnale positivo per tutto il tempo che non rilevano l'ostacolo (o l'occupazione) e smettono quando sensibilizzati.
Ora, con Arduino puoi far interpretare il segnale alto/basso come credi, ma senza Arduino e azionando una serie di relè temporizzati, diventa più problematico.

La sequenza, al momento, dovrebbe essere questa:

- il convoglio formato da una loco e due carri Talbot, vuoto, arriva al punto di carico e appena il primo carro si porta sopra al sensore IR questo aziona una serie di relè:
1) 1 relè aziona il relè bistabile che inverte la polarità della trazione
2) 1 relè aziona il relè temporizzato che per 60 secondi interrompe l’alimentazione di trazione
3) 1 relè aziona per tot secondi le aperture del contenitore del pietrisco per riempire i due carri.

Passati i 60 secondi il convoglio, carico, riparte in direzione opposta, scende al punto di scarico dove il sensore IR, appena sollecitato dalla loco, aziona un’altra serie di relè:
1) 1 relè aziona il relè bistabile che inverte la polarità della trazione
2) 1 relè aziona il relè temporizzato che per 60 secondi interrompe l’alimentazione di trazione
3) 1 relè aziona per tot secondi le due elettrocalamite che aprono gli scarichi dei carri

Passati 60 secondi il ciclo ricomincia.

Il mio cruccio è che nei 60 secondi che il convoglio staziona nei due punti terminali i sensori IR sono continuamente sensibilizzati e temo che questo produca una ripetizione della sequenza di carico/scarico mentre il convoglio sta ripartendo in direzione opposta.
Non si possono disalimentare i sensori durante l’occupazione perché questo produrrebbe lo stesso risultato del fatto che siano sensibilizzati (per via del segnale positivo quando non sono sollecitati).

Al limite dovrei trovare dei sensori che danno l’impulso positivo (anziché nullo) solo quando rilevano l'occupazione, così da poterli disalimentare come la trazione. Hai dei suggerimenti alternativi in tal senso?

[MrPatato76]

I sensori in tuo possesso si comportano come dei NC (normalmente chiusi).
Bisogna vedere se esistono anche in versione NA(normalmente aperta)....

[giannilucarino]

Girovagando sul web ho trovato il video di questo piccolo diorama H0e (81cm x 34 cm) in tema "pietrisco" che mi ha affascinato. La movimentazione non è automatica, ma ci potrebbero essere spunti per qualche idea. Interessante il tuo progetto, ti seguirò.

[Docdelburg]

Grazie Gianni, ho già avuto occasione di vedere il video su suggerimento di alcuni soci ed è veramente interessante.
Utilizzando la scala H0 non avrò tutte queste possibilità di manovre ma qualcosa di buono cercherò di tirarlo fuori.

[FrancoV]

Beh, se sei "affezionato" allo scartamento 16,5 mm sappi che può essere convenientemente usato fino alla scala 1:22,5.
Prova a dare un'occhiata qui http://gn15.info/forum/index.php?sid=e5 ... 0a164127ae
Fra gli altri vantaggi c'è che per i movimenti "accessori" puoi usare roba che trovi in qualunque ferramenta

[MrPatato76]

È un buon consiglio.
La scala più grande consente particolari più grandi con semplificazione della costruzione.
Per contro dovrai costruirti anche i rotabili...

[FrancoV]

Beh, il problema della meccanica (dei rotabili) non esiste perchè si riutilizzano quelle della scala H0, idem per i telai dei vagoni e se aggiungi che hanno generalmente forme molto semplici, quasi elementari ....

[Docdelburg]

Grazie per i suggerimenti, ma al momento, nei brevi periodi di tempo libero, sono alle prese con la risoluzione dei problemi elettrici.
Lo schema è tutto sommato semplice e sarebbe formato dai due sensori IR che tramite un modulo di relè a 5V comandano un relé bistabile per la polarità della trazione, un normale relé temporizzato sempre per la trazione e due relé temporizzati per le procedure di carico e scarico.

Questi due relé dovrebbero eseguire il comando una sola volta anche se il sensore IR segnala l'occupazione per circa 60 secondi e credo di aver trovato la soluzione con i moduli sotto illustrati (programma P2)

https://www.ebay.it/itm/Scheda-modulo-t ... 2749.l2649

[Egidio]

Beh la parte elettrica e' il cuore ed anche la parte piu' delicata del funzionamento di un plastico. Comunque tu sei un asso
in questo campo credo che risolverai agevolmente. Saluti. Egidio.

[Docdelburg]

Beh la parte elettrica e' il cuore ed anche la parte piu' delicata del funzionamento di un plastico. Comunque tu sei un asso
in questo campo credo che risolverai agevolmente. Saluti. Egidio.

Egidio ti ringrazio, ma da essere un "asso" a non capire un c"asso" è un attimo!

[Egidio]

Beh vedrai che riuscirai a togliere la "c" dal vocabolo e tornerai un asso......Almeno spero per te. Saluti. Egidio

[Docdelburg]

In attesa che arrivi qualche componente elettronico, oggi ho messo in opera il primo giro del piccolo elicoidale del progetto.
Non avendone mai costruiti e usando solo materiale di risulta mi ritengo abbastanza soddisfatto. Unici acquisti le barre filettare con rondelle e dadi.

[FrancoV]

Ingegnoso, complimenti!

[IpGio]

Elicoidale perfetta!!!
Bene la struttura...
Dai Mauro che ti seguo con piacere.

IpGio