Simulator Ae 6/6

Das Projekt

Elektrischer Teil

La separazione netta della parte elettrica dalla parte informatica non è così semplice da fare. Per prima cosa si è dovuto studiare esattamente lo schema elettrico della Ae 6/6 per comprenderne l'esatto funzionamento. Una volta chiarita la funzione di ogni singolo componente del banco, si sono dovuti analizzare i metodi da usare per azionare i diversi indicatori e per rilevare tutti gli azionamenti. Alcuni esempi concreti:

Amperometri dei motori e di linea

Sulla Ae 6/6 tutti gli amperometri sono dei veri amperometri azionati da un trasformatore di corrente con un rapporto di 2400/5A. Dato che gli amperometri hanno un fondoscala di 3500A, significa che lo strumento a battuta necessita di 7.3A. Ora, dato che durante la simulazione questi amperometri devono essere azionabili singolarmente, l'utilizzo di un'elettronica adatta allo scopo sarebbe risultato estremamente costoso. Per risolvere il problema gli strumenti sono stati completamente smontati e le poche spire costituite da un cavo dal diametro di circa 3-4mm sono state sostituite con un avvolgimento di circa 15'000 spire di un cavo di rame da 0.1mm. Dopo questa trasformazione gli strumenti sono praticamente diventati dei voltometri, molto più facili da azionare utilizzano dei normali moduli PWM da collegare direttamente al PLC. Visto che dopo questa modifica gli strumenti non si comportano più in maniera completamente lineare, è stata implementata und funzione nel software che compensa questa non-linearità per ogni singolo strumento.

Amperometri e voltometro di linea

Controller

L'azionamento del motore del graduatore della Ae 6/6 avviene tramite un comando elettrico "Motore su" e "Motore giù". Questi segnali vengono formati da un differenziale meccanico presente nel blocco del graduatore che confronta la posizione del volantino scelta dal macchinista con la posizione del graduatore trasmessa mediante una retroazione meccanica direttamente dal graduatore posto nella sala macchina. Se il macchinista imposta ad esempio la posizione "marcia 10" e il graduatore si trova ancora sullo scalino "marcia 5", il differenziale meccanico genererà il segnale "Motore su" fino a quando la retroazione indicherà che il graduatore ha raggiunto lo scalino "marcia 10". A questo punto il motore del graduatore verrà disattivato.
Nel simulatore il controller è completamente funzionante ma il graduatore non è ovviamente presente. Per prima cosa si è trattato di simulare la retroazione del graduatore utilizzanto un motore Maxon con il relativo riduttore in modo da avere una velocità il più possibile uguale a quella del vero graduatore. Il più grosso problema è però stata la rilevazione della posizione del volantino e del disco indicante la posizione del graduatore: questi elementi, essendo collegati direttamente al differenziale meccanico, non sono provvisti di nessun segnale elettrico che ne indichi la posizione. Sono così stati montati tutta una serie di sensori lineari e angolari per permettere di rilevare elettricamente la posizione di ogni elemento.

Differenziale del controller

Tachimetro Hasler

Nella realtà, il tachimetro Hasler RT12 viene azionato direttamente da un generatore di impulsi collegato ad un asse della locomotiva. Questo generatore di impulsi crea una tensione trifase 0-36V con una frequenza dipendente dalla velocità della locomotiva. Il segnale viene generato da una specie di potenziometro rotativo che aziona il motore trifase del tachimetro. Nel simulatore la velocità viene generata nel computer: il segnale della velocità viene quindi trasformato in un segnale trifase tramite un circuito costruito appositamente per lo scopo. Il cuore del circuito è un microprocessore PIC 18F2580 programmato in C che aziona dei Mosfet passando tramite degli optoisolatori.

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