sábado, 15 de agosto de 2015

CONVERSÃO DE UMA S-1 PROTO 2000 PARA DCC

Olá Amigos!

Resolvi dar um tempo nos artigos sobre a construção de maquetes que vínhamos postando anteriormente, para dividir com vocês a conversão de uma locomotiva S-1 da Proto 2000, usando um decoder da MRC que fiz nesta última semana.
Para a sequencia do artigo sobre construção de maquetes é necessário a confecção de alguns desenhos que já estão sendo providenciados mas demandam algum tempo e assim que estiverem concluídos, darei continuidade a sequência do artigo.
Por enquanto, voltarei a um assunto que já discutimos aqui, a conversão de locomotivas do sistema analógico (DC) para o sistema DCC. 
Eu tenho uma locomotiva Alco S-1, da marca Proto 2000, que foi comprada há alguns anos em um evento no Museu do Imigrante, na loja do Ayrton, da Rio Grande Modelismo.


A locomotiva, durante esse tempo todo, vem funcionado em maquetes analógicas, sempre com destaque para seu movimento e suavidade, sem que eu notasse qualquer problema em seu desempenho.
Poucos meses atrás, comprei um decoder MRC 1663 para locomotivas Atlas S-2/S-4 e, quando da compra do decoder, eu não lembrava que a minha locomotiva era da marca Proto 2000 e só depois que o decoder chegou é que eu vi que as especificações não eram para o mesmo fabricante, mas desmontei a locomotiva e vi que o decoder poderia ser adaptado no chassis da Proto, com ligeiras modificações, que não seriam difíceis de serem feitas.
No manual do decoder, também são sugeridas modificações a serem feitas no chassis da Atlas e talvez até mais difíceis que aquelas que eu precisei de fazer no chassis da Proto. 
O certo é que, mesmo sendo uma locomotiva Atlas, ainda assim seria uma adaptação do decoder com a locomotiva, já que ela foi projetada para uso em maquetes DC.

DESMONTANDO A LOCOMOTIVA
Desmontar o modelos da Proto é bastante fácil. Com uma chave Phillips pequena, retira-se os dois engates das pontas da locomotiva e retira-se dois parafusos alojados no tanque de combustível, pela parte de baixo do modelo. A carcaça sairá com facilidade mas devemos tomar cuidado pois a folga é bem pequena e a carcaça é feita com uma espessura bem fina, mas com grande qualidade de acabamento e detalhes.
A carcaça é composta de duas partes. Uma forma o nariz e a cabine da locomotiva em apenas uma peça e a outra parte forma o passadiço, as escadas e o acabamento do tanque de combustível.
Essas partes deverão ser deixadas de lado até a remontagem final, pois não interferem na instalação propriamente dita.
Há espaço suficiente entre o topo do chassis e o fundo interno da carcaça para acomodação do decoder.
Seguindo com a desmontagem, depois de termos acesso ao chassis, vemos que sobre ele há uma pequena placa de circuito impresso com um plug de 8 pinos, padrão para DCC, e a ligações de contatos dos captadores de corrente das rodas, ligação do motor e as lâmpadas dos faróis dianteiros e traseiros. Esses contatos são do tipo usado nas Atlas Kato, com pinos de circuito impresso dourados onde os fios são conectados e presos por uma presilha plástica que mantem o fio em contato com o terminal de circuito impresso.
Tudo isso deve erá ser retirado e guardado para posterior uso se forem necessários. Com o chassis limpo, podemos passar a instalação do decoder.

INSTALANDO O DECODER
Como dissemos anteriormente, o decoder escolhido foi o MRC 1663 para locomotivas Atlas S-2/S-4.
As locomotivas S-2/S-4 usam a versão turbinada do motor Alco 539 (539T), enquanto que a S-1 usa o motor 539 aspirado.
O problema é que, na época, não encontrei um fabricante que disponibilizasse a versão com motor aspirado, por isso comprei a versão para o motor Alco 539T.
Recentemente descobri que a Soundtraxx tem o decoder da linha TSU 750 (827011) que reproduz o motor aspirado para a Alco S-1/S-3, mas agora não adianta mais "chorar pelo leite derramado".
O decoder ainda se encontra disponível na Rio Grande Modelismo e custa R$ 180.00 (http://riograndemodelismo.com.br/decoders-1/decoder-para-atlas-s2s4.phtml).
Na foto acima, podemos ver a instalação do decoder em uma locomotiva Atlas S-2/S-4.

Na foto acima a instalação do decoder na locomotiva S-1 Proto 2000.
O decoder é especificado para as locomotivas da Atlas e se acopla diretamente ao chassis, como podemos ver na foto superior. Mesmo que no manual do decoder haja instruções de adaptação dele ao chassis, diz o manual que essas adaptações são mínimas e simples de serem feitas. Para a locomotiva da Proto 2000, elas são menores ainda e mais por uma necessidade de espaço do que por outra coisa.

DIFERENÇAS ENTRE OS CHASSIS ATLAS E PROTO 2000
Comparando as duas fotos acima podemos ver as diferenças e semelhanças entre os dois modelos e chassis. O chassis Proto 2000 é dividido em duas partes, colocadas juntas com o motor fixado entre elas, por cima e por baixo. Um parafuso pequeno fixa o motor na parte de baixo do chassis e outros dois parafusos fixam o chassis pela parte de cima, sendo um na frente do chassis e um segundo que fixa a placa de circuitos antiga ao chassis e na parte superior ao motor. Retirada a placa de circuitos antiga, esse parafuso servirá para fixar o decoder ao chassis.
O motor, em ambos os modelos, é muito parecido ou, podemos dizer idênticos, sugerindo que, possivelmente, os dois modelos sejam feitos pelo mesmo fabricante, com ligeiras modificações de marcas.
O chassis é que tem as maiores diferenças, mas a instalação do motor é a mesma nos dois modelos. Ambos são colocados com o coletor de energia voltado para a traseira da locomotiva e usam o chassis metálico como um dos polos de alimentação de energia para o motor.
Para o outro polo do motor, é deixada uma abertura no chassis, por onde pode ser acessado o polo da alimentação do motor, feito por um clipe metálico soldado na placa do decoder que deverá ser dobrado em um ângulos de 30º (trinta graus) para que toque no terminal do motor fazendo o contato elétrico. No modelo DC esse contato é feito por um "olhal" de bronze acoplado ao porta escovas e ligado por um fio a placa de circuitos. O outro polo de alimentação do motor é feito por contato direto entre o motor e o chassis. Originalmente também existe um terminal metálico acoplado ao porta escova do motor que, virado pra um dos lados. encosta em uma região sem pintura do chassis, fazendo o contato elétrico.
Os porta escovas do motor são dois dispositivos sextavados que são aparafusado em um isolador plástico que posiciona as escovas em contato com o coletor do motor (mais tarde falaremos sobre esses contatos).
Na foto, a seta vermelha aponta para o polo superior do motor e a seta amarela aponta para o contato que vai ligado ao chassis que faz contato com o polo inferior do motor.
O auto falante, de tamanho bem pequeno, é acoplado ao decoder na região da cabine do modelo e também há bastante espaço para sua acomodação entre o decoder e o chassis, nessa região.
Toda a parte de baixo do decoder é isolada eletricamente por uma camada de tinta/fita isolante branca, ficando livre apenas os dois contatos do motor. Um capacitor é soldado na parte baixa do decoder e, por causa dele teremos que fazer mais uma pequena intervenção no chassis.

ISOLANDO O MOTOR
Mandam os "dogmas" da instalação DCC que o motor do modelo deve ser completamente isolado do chassi metálico de uma locomotiva em que estamos fazendo a conversão.
Na configuração estrutural de um decoder, existe uma fonte interna que alimenta tudo que está dentro do decoder, inclusive o motor. Essa fonte é alimentada pelos captadores de energia ligados aos trilhos, que também alimentam, como sinal de dados, um leitor dos dados transmitidos pelo controlador. A alimentação que vem dos trilhos, então é decodificada internamente para o perfeito funcionamento do decoder. Diferentemente do sistema analógico, não podemos usar o chassis como um dos polos de alimentação do motor no sistema DCC, então os dois polos do motor devem estar completamente isolados do chassis.
Observem a estrutura interna de um decoder DCC. Notem que a alimentação que vem dos truques, não alimenta diretamente o motor nem qualquer outro sistema de saída dentro do decoder. A tensão vinda dos trilhos é usada apenas na criação de uma fonte de alimentação interna e serve como dados de entrada para um decodificador de comandos/funções internas do decoder. Observem também que o motor é comandado por um circuito interno independente da alimentação que vem dos trilhos.
Foi isso que fiz, primeiramente por seguir essa norma, mas depois verifiquei que no caso atual isso não seria tão necessário, ou poderia ser relevado devido a construção física dessa locomotiva.
Mais tarde porém, voltei a ver que essa modificação foi necessária e, ao longo do texto vocês saberão por que.
Como disse anteriormente um contato metálico liga o polo inferior do motor a uma área sem pintura do chassis e é aí que teremos que fazer o isolamento.
Primeiro retiramos esse contato e o descartamos. Para isso teremos que desaparafusar o porta escovas e retirar o contato fixo nele. Cuidado ao desmontar o porta escova pois a escova (carvãozinho) é muito pequeno e tem uma mola potente em seu interior que fará a escova pular para alhures se não forem tomados os devidos cuidados.
Um isolante de plástico azul composto de três partes faz o acabamento e o isolamento dos porta escova da armação do motor. Uma parte desse plástico e visto lateralmente nas fotos e os demais isolam o porta escovas da armação metálica do motor. Retire momentaneamente esse plastico do porta escova inferior e solde um fio (o mais fino possível) ao porta escovas. O porta escovas é sextavado e esse fio deve ser soldado a uma das faces laterais do sextavado e não na parte superior, para termos mais facilidade de proceder ao isolamento, pois o espaço abaixo dele é mínimo.
Observação Importante - Os isolantes plásticos do motor são extremamente sensíveis ao calor. Ao soldar o fio aos porta escovas, retire todo contato com os isolantes plásticos para que não derretam. Não tentem fazer a solda rapidamente achando que dará certo, pois não dará.
Com uma máquina Dremel, abra um pequeno canal vertical na lateral do chassis, no local onde estava o contato do motor. Se for necessário faça o mesmo no isolamento plástico lateral do motor, para melhor acomodar o fio.
No fundo do chassis, há um rebaixo para acomodar o porta escovas. Devermos colocar ali um pedaço de fita isolante para isolarmos o porta escovas do chassis. Não coloque fita nas laterais pois não haverá espaço para a colocação do motor que é justa em relação ao chassis. Tome cuidado para que partes não isoladas da solda e do fio não encostem no chassis (isso é muito importante).
Depois de remontada a parte superior do chassis, sobrará um orifício junto a parte superior do motor por onde deverá passar esse fio para alcançar o decoder. O fio deverá subir junto a parte isolante do motor e alcançar esse orifício (veremos em outra foto, mais tarde). Não tente passar o fio por fora do chassis, pois a carcaça não entrará, já que ela entra justa com a lateral do chassis.
Antes de remontarmos definitivamente a parte superior do chassis devemos observar se há espaço para o capacitor que está montado na extremidade inferior do decoder.

No meu caso, o capacitor ficava forçando o decoder para cima, curvando a placa de circuito impresso e, possivelmente diminuindo o espaço entre o decoder e o fundo da carcaça da locomotiva. Por isso eu tive que escavar o chassis nessa região com a máquina Dremel, liberando mais espaço para o capacitor. O capacitor, do tipo eletrolítico, tem uma caneca metálica que normalmente é ligada ao seu terminal negativo e por cima dessa caneca tem uma fina capa isolante plástica. Fiz o escavado de modo a ter espaço sobrando abaixo do capacitor, mas também é conveniente isolar esse escavado com fita isolante para evitar que a vibração acabe provocando um contato do capacitor com o chassis.

COISAS QUE PODEM NÃO ACONTECER COM A TUA CONVERSÃO, MAS ACONTECERAM COM A MINHA
Antes de continuarmos, nessa minha conversão aconteceu uma coisa misteriosa que eu não tenho como explicar o porque disso ter acontecido. Solucionei o problema pelos sintomas dele, mas ainda não sei ao certo qual foi a causa do problema.
Ao terminar a conversão, na fase de testes da locomotiva, notei que a locomotiva andava ao contrário, ou seja, ao direcionarmos a locomotiva para frente, ela acendia o farol frontal mas andava para trás e vice versa, ao comandarmos para que ala andasse de ré, acendia o farol da frente. Como disse anteriormente essa locomotiva foi usada em modo DC e não foi notado nenhum problema de funcionamento, que eu me lembre.
Em DCC existem duas causas possíveis para esse problema.
1 - O plug de oito pinos foi encaixado de modo invertido. Ao usarmos decoders com esse tipo de plug, não causará dano ao decoder se invertermos a colocação do plug. Ele foi designado de modo que, mesmo se conectado erradamente, o decoder não sofra danos e somente o motor fica invertido e rodando ao contrário do que deveria. Solução para o problema é só girar o conector 180º (cento e oitenta graus) e conectar de modo correto. Não é o nosso caso, pois não estamos usando um decoder com esse acessório.
2 - Os fios do motor estão trocados entre sí. Sim, isso seria uma causa muito possível para o nosso problema, mas lembrem-se que estamos utilizando um decoder dedicado a essa instalação. Mesmo sendo projetado para uma marca diferente de locomotiva, os terminais que acessam o motor estão posicionados de modo que não há como eles serem invertidos na montagem e o motor, nas duas marcas de locomotivas, estão nas mesmas posições relativas ao decoder. Do jeito que fiz a montagem, mesmo isolando os dois terminais de alimentação do motor, "no frigir dos ovos", a instalação coincidirá com se a instalação fosse feita do modo recomendado, seja para instalação na locomotiva da Atlas, seja para a instalação na locomotiva da Proto. Fisicamente as duas locomotivas têm a mesma configuração. A frente de uma é a frente da outra, o motor está posicionado do mesmo modo nas duas locomotivas e, a princípio, não vejo como eu ter feito uma inversão do motor, pois ele só tem uma instalação possível: com um terminal para cima e o outro para baixo. Não consigo pensar que se fizermos a inversão desses terminais, ou seja, o que estava para cima estiver agora ligado em baixo e vice versa, se isso ocasionaria a inversão da rotação do motor. Seria um trabalho grande testar essa inversão nessa locomotiva já que ela se encontra montada, mas por desencargo de consciência, farei um teste em outra locomotiva da Proto que tenho e em breve converterei para DCC e verei se isso é possível e colocarei aqui os resultados. Não creio que seja, mas sendo assim, darei a mão a palmatória. 

SEGUINDO COM A CONVERSÃO
Em um parágrafo mais acima, disse que os "dogmas" da instalação DCC, mandam que o motor esteja isolado do chassis, mas isso é necessário se estivermos convertendo uma locomotiva analógia em que o chassis dela seja usado como ponto de captação de energia, como as Athearn (antigas), por exemplo. No caso dessa Proto 2000, isso não acontece.
Nessa nossa locomotiva, os rodeiros são totalmente de plástico e os contatos com as rodas não passam pelo chassis, chegando até ao decoder através de quatro fios (dois nos contatos da frente e dois nos contatos de trás) completamente isolados do chassis. Os mancais e a montagem dos porta escovas, ou seja, toda a parte elétrica do motor são isolados da armadura do motor e também do chassis, e só voltam a fazer contato entre si, através de um terminal do decoder.
A configuração física dessa locomotiva da Proto e também a da Atlas, usa o chassis com um dos polos do motor e o outro polo do motor é completamente independente. Por isso um dos contatos do decoder com o motor pode ser o parafuso que vai ligado ao chassis e à armadura do motor.
Então, alguém mais atento perguntaria: Desse jeito, então não seria necessário fazer o isolamento do motor?
Eu respondo. A princípio sim, mas (tem sempre um "mas") pelo que aconteceu depois, foi necessário e ainda bem que eu assim o fiz.
Seguindo as instruções do manual que acompanha o decoder, bastaria aparafusar o decoder ao chassis e dobrar o terminal positivo em 30º (trinta graus) de modo que ele fizesse contato com o outro terminal do motor, fazer a ligação dos fios captadores de energia dos trilhos e a instalação estaria completada e começaria a hora da diversão.
Foi isso que fiz. Mesmo tendo isolado o terminal inferior do motor, liguei esse fio ao parafuso que liga o decoder ao chassis e o outro contato foi feito pela chapinha do terminal positivo.
Tudo pronto, é hora da verificação final, a montagem do controlador com a linha de testes e de programação e "fogo na caldeira"
Antes porém, vamos observar e falar sobre onde seriam ligados os fios de captação dos trilhos que exigem um pouco de atenção.
Existem quatro pontos onde esses fios deverão ser soldados. Dois na frente do decoder e dois na parte final, perto do auto falante. Observem que são terminais muito pequenos e terrivelmente próximos de partes sensíveis do decoder.
Uma mão tremida, um tempo maior de aquecimento com o ferro de solda, uma escorregada da ponta do ferro de solda e todo o trabalho e dinheiro "vão para a cucuia".
"Muita calma nessa hora".
A espessura da placa de circuito impresso também é muito fina e qualquer superaquecimento, pode danificá-la. Use um ferro de solda de ponta fina. Use um ferro de solda de baixa potência, mantenha a ponta do ferro limpa e estanhada. Ela deve estar brilhante. Se estiver escura ou opaca, limpe-a e estanhe-a. Fixe o decoder em um local firme antes de fazer as soldas. Estanhe os terminais primeiramente. Estanhe as pontas dos fios a serem ligados ali previamente. Corte as pontas a serem soldadas a um comprimento mínimo, de modo que não seja necessário muito tempo em contato com o ferro para aquecê-los. Não use o fio de solda no momento de conectar os fios à placa.
Lembre-se, você só tem duas mãos. Em uma estará o ferro de solda, a outra deverá estar segurando o fio a ser soldado. Onde estará o fio de solda?
Com os terminais e as pontas dos fios estanhados, encoste as pontas dos fios nos terminais e em seguida encoste a ponta do ferro de solda sobre eles. Assim que a solda dos dois derreter, afaste o ferro de solda, mantendo o fio junto ao terminal sem se mexer. Isso será suficiente para ligar as duas regiões estanhadas em uma solda bem resistente.
Não reaqueça a solda. Se algo não ficou bom, se o fio se mexer, ou a solda ficar com pontas, recomece todo o processo, desde o estanhamento dos terminais e das pontas dos fios. Tente acertar dessa vez, pois várias tentativas eradas resultarão em um estrago maior.

PROBLEMAS
Pois bem, durante os testes observei que a locomotiva estava andando ao contrário e o único jeito de consertar isso é invertendo os fios do motor.
Desmontei novamente o decoder do chassis e imaginei como fazer isso. O fio preto que vinha do polo inferior do motor teria que entrar agora no terminal que o manual indicava que deveria ser dobrado de modo a encostar no polo superior do motor e nesse polo do motor, deveria ser soldado um fio que teria que ser ligado ao chassis. O espaço existente entre o polo superior do motor e o terminal do decoder é bem pequeno e o isolamento ali teria que ser muito bem feito para não haver problemas. Então vamos passo a passo ao procedimento adotado.
1 - Soldei um fio (amarelo) ao polo superior do motor (lembre-se que é necessário desmontar o porta escova para fazer essa solda, por conta do isolante plástico) e usei uma fita para isolar a área depois da solda.
Notem o fio preto que vem do polo inferior e o canal escavado no chassis para sua passagem. observem o isolamento com fita no topo do chassis onde o decoder se apoia.
2 - Soldei o fio preto, que anteriormente iria ao outro terminal de motor do decoder (ligado a chassis) ao terminal que iria ao polo positivo do motor através da chapa inclinada, que agora foi dobrada de modo a ficar paralela ao polo superior do motor. Usei um espaguete termo retrátil para isolar essa solda e o terminal do decoder.
Observações Importantes
2-1- Não consegui descobrir a função da área dourada quadrada junto a esse terminal, por isso fiz o melhor isolamento possível na região.
2-2 - Observem que a chapinha de latão onde soldei o fio preto é também soldada ao decoder. Não deve ser solda de estanho, pois não se dessoldou ao esquentarmos o terminal para a soldagem do fio preto, mesmo assim tomem cuidado com a temperatura na hora de soldar o fio e na hora de encolher o espaguete.
3 - Instalei novamente o decoder no topo do chassis e fiz a ligação do fio amarelo ao parafuso de fixação do decoder ao chassis, invertendo dessa forma os fios do motor.
Observações importantes
3-1 - É importante que o fio faça contato com a parte dourada da placa do decoder em volta do parafuso. É isso que liga o decoder ao motor. Não necessariamente precisa fazer contato com o chassis, mas sim com o contato dourado do decoder.
3-2 - Usei um pedacinho de fita isolante para cobrir as trilhas que passam perto da conexão com o parafuso/terminal.
3-3 - Não aperte demais o parafuso de modo a não esmagar a fita e fazer contato com as trilhas de circuito impresso, abaixo do fio.

FINALMENTE CHEGA A HORA DA DIVERSÃO 
Chega a hora de testar a locomotiva. Faça uma checagem geral das ligações, procure por restos de solda sobre a placa do decoder (enquanto a energia não for ligada, alguma coisa ainda pode ser salva), limpe a bancada de testes, não deixe pontas de fios ligados ao decoder, soltas sobre a bacada de testes, e só então ligue o controlador e vamos aproveitar.
Se tudo estiver correto, é bem possível que nada aconteça de imediato, ou assim que ligarmos o controlador, a locomotiva começa e emitir o som do motor. Nesse decoder, ela fica completamente estática e silenciosa. Para começar a emitir o som, basta aumentarmos a velocidade em um ponto. O decoder não apresenta a sequencia inicial de partida do motor (pena).


Este decoder aceita muito bem a programação na linha principal, permite vinte e oito funções, tem 1,5A de capacidade de corrente, o endereço da locomotiva pode ser programado com 2 ou 4 dígitos, permite 14, 28 ou 128 degraus (steps) de velocidade, os faróis dianteiros e traseiro já estão instalados com LEDs amarelos de alto brilho, permite 16 sons de buzina, aceita programação de "consist avançado" e os volumes dos diversos efeitos sonoros podem ser programados/ajustados individualmente (o som do turbo, infelizmente, já é associado ao som do motor e não pode ter seu volume programado separadamente).
É interessante ao modelista, antes de fazer grandes modificações na programação do decoder, fazer uma conferencia e uma listagem com todos os CVs iniciais, informados no manual de instruções do decoder (podem não serem coincidentes), para em seguida, ou quando for necessário, fazer as modificações que achar conveniente ou de seu gosto.
Minha locomotiva terá o endereço 3003 da E.F.Central do Brasil e será pintada com o esquema cereja e creme, inicial desse modelo de locomotiva na EFCB. Ela, como pode ser vista no vídeo, ainda está com partes desmontadas aguardando a pintura. Algumas modificações deverão ser feitas na carcaça, como a mudança do ventilador dianteiro e da chaminé que não estão no formato da EFCB. Dezenas de detalhes ainda serão acrescentados ao modelo (a Proto 2000 é primorosa nesse aspecto).
O decoder e o auto falante encaixam dentro da cabine com perfeição, mas vejo que terei de fazer ajustes para a colocação dos vidros das janelas traseiras, pois me parece que o espaço está todo tomado pelo decoder e o auto falante.
Ainda vou estudar o manual com mais atenção para saber se outros efeitos de luz podem ser acrescentados, como o "Ditch Light" e "Number Boards" independentes.
Aparentemente essas funções não são possíveis com esse decoder, pois o F5 e F6 são pré programados de fábrica para funções que não essas, mas observando a placa do decoder, existe um terminal para acesso uma fonte de 5Volts interna e, com algum estudo, isso pode ser usado para alimentar um efeito diferente. Tendo algum sucesso, coloco a dica em uma próxima postagem.

Por enquanto é só e fiquem aguardando o complemento do artigo sobre a construção de maquetes.

Espero que tenham gostado e que o artigo tenha algum interesse para vocês.

Até a próxima postagem!

Saudações

J.Oscar

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