Paso a Nivel Ferroviario Automatizado: Sistema Seguro de Detección de Trenes

El sistema de control automático de barreras de paso a nivel es un proyecto sencillo pero muy útil, que permite abrir y cerrar la barrera automáticamente al detectar la llegada o salida del tren.

En general, las barreras se operan manualmente por un guarda. La información sobre la llegada del tren se recibe de la estación cercana. Sin embargo, muchos pasos a nivel carecen de personal y en ellos ocurren numerosos accidentes.

Para eliminar la intervención humana, es necesario automatizar el control de la barrera. Sabemos lo difícil que resulta para los operarios accionar manualmente las barreras, lo que provoca diferencias en los tiempos de cierre y aumenta el riesgo de accidentes. La necesidad de automatización siempre ha existido; este sistema es totalmente automático y funciona con un sencillo circuito basado en transistores NPN.

¿Cómo Funciona?

El sistema se basa en el principio de un sensor LDR (fotorresistencia). Al llegar el tren entre el LED y el LDR, la resistencia del LDR aumenta y, por división de tensión, los transistores reciben tensión en la base, actuando como interruptores cerrados que activan los motores para abrir o cerrar las barreras. Para el modelo hemos usado motores reductor (geared motors), pero en una instalación real se emplearían motores brushless DC, capaces de soportar el peso de la barrera gracias a su mayor par a bajas revoluciones. El proyecto podría mejorarse usando sensores infrarrojos o un microcontrolador, pero por limitaciones de presupuesto optamos por el circuito con transistores.

Componentes Utilizados

• Transistores: 4 × BC547 (NPN)
• Sensores: 2 × LDR
• LEDs: 2 blancos (para sensores) + 3 amarillos (lámparas de señalización)
• Resistencias: 2 × 220 Ω, 2 × 47 kΩ, 2 × 1 kΩ
• Diodos Zener: 2 × 1N4148
• Motores: 2 × motor reductor (geared motor)
• Placa de prototipado (veroboard) para el circuito

Diagrama Esquemático: (ver imagen adjunta)

Pasos para Construir el Proyecto

1. Paso 1: Reúne todos los componentes y monta el circuito según el esquema. Suelda con cuidado: los transistores son muy sensibles al calor.
2. Paso 2: Construye una base de madera para el modelo, píntala y realiza todas las conexiones al circuito. ¡Listo para funcionar!
3. Paso 3: Para el modelo de tren, puedes comprar cualquier tren de juguete disponible comercialmente.
4. Paso 4: Para las farolas, usa pajitas flexibles y monta un LED en un extremo.
5. Paso 5: Para el sensor: coloca el LED y el LDR enfrentados de modo que, al pasar el tren entre ellos, el LDR quede en oscuridad.

Ver vídeo demostrativo.

Este proyecto es propiedad de Sparsh Kishore Kumar, de Dehradun (India), estudiante de Ingeniería en Graphic Era University.