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Sep 08, 2023

Ônibus de trilhos para modelo ferroviário de controle de comando digital

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Aprenda a importância dos ônibus de trilhos para o Controle de Comando Digital

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Barramentos de via para controle de comando digital: Layouts conectados para controle de bloco de corrente contínua possuem diversas seções de via isoladas chamadas blocos. Cada bloco possui um interruptor elétrico que controla qual acelerador DC alimenta aquela seção da trilha. Em teoria, um layout de Controle de Comando Digital (DCC) poderia ser conectado como um grande bloco com dois fios alimentando a energia diretamente do amplificador DCC para a pista. No entanto, em qualquer modelo de ferrovia maior que uma pista de teste, será necessária mais fiação se você quiser que seus trens funcionem bem.

Como o DCC pode alimentar mais de uma locomotiva ao mesmo tempo, é necessária mais corrente para passar pelos trilhos do que com o controle DC. Os sistemas DCC pequenos geralmente possuem amplificadores que podem fornecer pelo menos 3 amperes. Sistemas maiores podem fornecer 5 amperes, e modelos de ferrovias em grande escala usam boosters que podem fornecer 10 amperes. No DCC a tensão permanece constante e cada locomotiva consome tanta corrente quanto necessita no momento. Um trem subindo um declive consome mais corrente do que uma locomotiva andando sozinha em trilhos nivelados. Locomotivas em escalas maiores consomem mais corrente do que aquelas em escalas menores. A soma de todas as correntes de cada locomotiva é o que o booster DCC fornece. Um layout HO de tamanho médio com apenas alguns trens com três locomotivas cada pode aproximar-se da capacidade de um único amplificador de 5 A.

Então, como você leva a corrente para os trens? O trilho de níquel prata é um mau condutor de eletricidade e atua como um resistor. Quanto mais longo for o trilho, maior será a resistência. Seguindo a Lei de Ohm, quanto mais corrente passa por um resistor, maior será a queda de tensão do booster para a locomotiva.

Medi um pedaço de trilho de níquel prata código 83 e descobri que a queda de tensão era de 0,057Ω por pé. Isso não parece muito, mas em qualquer coisa, exceto no menor layout, aumenta rapidamente. Com 5 amperes completos, um pedaço de flextrack de 3 pés alimentado em uma extremidade pode causar uma queda de tensão de 1,7 volts na outra. Como? Porque a corrente deve percorrer um metro por um trilho, passar pela locomotiva e retornar por um metro pelo outro trilho. Imagine como seria do outro lado de um grande modelo de ferrovia.

Alimentar um layout com apenas dois fios pode não apenas afetar o desempenho da locomotiva, mas também pode ser destrutivo. Como os boosters DCC podem fornecer mais corrente do que um acelerador DC típico, eles são equipados com disjuntores internos que desarmam e removem a energia dos trilhos quando ocorre um curto-circuito. Se não for conectado corretamente, a queda de tensão nos trilhos pode ser tão grande que o amplificador não consegue detectar um curto-circuito. A capacidade total de corrente do booster que passa através do que está causando o curto pode ser destrutiva o suficiente para derreter a estrutura de latão de um caminhão.

Felizmente, o fio de cobre tem uma resistência muito menor do que o fio de níquel prata. A solução para o problema da queda de tensão é instalar um barramento de fio de cobre de bitola pesada abaixo do layout, aproximadamente paralelo aos trilhos, e alimentadores de trilhos de bitola menor do barramento para os trilhos. O tamanho do fio necessário depende do comprimento do percurso e da capacidade do seu booster. Não há queda de tensão máxima definida que seja aceitável, mas ela deve ser baixa o suficiente para que o disjuntor do amplificador desarme quando ocorrer um curto.

Cada fabricante de DCC tem recomendações diferentes para tamanho e comprimento de fio aceitáveis. Diferentes boosters podem detectar curtos-circuitos em diferentes níveis de queda de tensão. É importante que a fiação seja capaz de lidar com a saída de corrente do booster e que o disjuntor do booster desarme.

Para boosters que fornecem 5 amperes ou menos, 14AWG para percursos de menos de 30 pés é adequado. Se você tiver um booster mais longo ou maior, considere usar 12AWG ou maior. Você pode determinar a pior queda de tensão multiplicando a resistência do fio pela capacidade total de corrente do seu amplificador. Existe uma calculadora útil para isso online em www.cirris.com/testing/resistance/wire.html. Insira o comprimento do trecho e o tamanho do fio do barramento para determinar a resistência do fio. Lembre-se de dobrar o valor para levar em conta a tensão da locomotiva e o retorno.