Control digital de maquetas con BiDiB: protocolo digital bidireccional

¿Qué significa BiDiB?

Control digital de maquetas con BiDiB: es la abreviatura de BiDirectional Bus y quiere convertirse en el bus estándar para el control de maquetas ferroviarias por ordenador.

El nombre BiDiB significa el protocolo en sí y se puede implementar en muchas conexiones físicas diferentes como Ethernet, USB o BiDiBus, que está diseñado especialmente para las necesidades de grandes maquetas.

BiDiB es un protocolo abierto que actualmente está soportado por la mayoría de programas de control de maquetas mediante PC, como Rocrail, JMRI, iTrain o Windigipet. En cuanto a electrónica, TAMS Elektronik es la que actualmente tiene una mayor oferta de módulos.

¿Por qué necesitamos un nuevo sistema de bus?

En relación con los sistemas de retroalimentación basados en Railcom, existe una brecha en los protocolos de bus disponibles, ya que no tienen suficiente ancho de banda y/o son de código cerrado, lo que hace imposible enviar datos BiDi.

BiDiB abre nuevas oportunidades, por ejemplo al registrar una nueva locomotora en la vía (transferencia de imagen) y durante el funcionamiento (transferencia de la velocidad real). Todas estas tecnologías tienen una gran demanda de ancho de banda y BidiB puede hacer el trabajo.
Los sistemas de bus existentes para modelos ferroviarios tienen algunos déficits, como transmisión no protegida, propensos a fallas y son difíciles de configurar (asignación de direcciones), lo que resulta en altos requisitos de soporte.
Los sistemas de bus existentes son soluciones independientes y siguen estando incompletos, ya que hay un bus de retroalimentación, un bus de refuerzo, un bus de controlador portátil, etc. ¡BiDiB integra todo esto en un solo bus!
Los sistemas de bus existentes tienen una topología de cableado limitada. Esto causa problemas en diseños grandes y especialmente los diseños en forma de U o L se ven afectados.

Ventajas de BiDiB

BiDiB es un estándar abierto preparado para el futuro para todos los proveedores.
BiDiB es rápido: se utilizarán las características de los microcontroladores modernos, ya no habrá reacciones lentas en diseños grandes.
BiDiB es plug&play: el direccionamiento es similar al USB: simplemente conéctelo y listo.
BiDiB es fácil: modo de identificación para localizar fácilmente unidades dentro del sistema de bus.
BiDiB es fácil de usar: se accede a los módulos con su nombre, puede agregar texto personal como «estación principal de detectores». Este texto se almacena dentro de los módulos y se puede utilizar en todos los programas.
BiDiB es ampliable: el protocolo permite que los concentradores ejecuten diseños grandes con topologías de cableado difíciles. Las asignaciones de nodos se conservan incluso en caso de conversión.
BiDiB está disponible para muchas tecnologías de transmisión de señales diferentes, incluso inalámbricas.
BiDiB es seguro: los paquetes de transmisión perdidos se detectarán y repetirán automáticamente. Los nodos fallidos serán reconocidos e informados. También se informarán las posiciones de participación.
BiDiB se puede actualizar: los nodos se pueden actualizar con nuevo firmware/software sin necesidad de permanecer en el bus. No se necesitan programadores ni software especial.
BiDiB garantiza el funcionamiento del trazado: si una locomotora se pierde (descarrilamiento, pérdida de conexión), los conductores reciben un mensaje.
BiDiB trae nuevas características: p.e. Los detectores de ocupación pueden reconocer varias locomotoras en una sección, los controles de iluminación que funcionan con sus propios procesos y los conjuntos de refuerzo pueden transmitir la condición actual y el consumo de energía actual.
BiDiB es totalmente compatible con el inicio de sesión automático del decodificador a través de DCCA.

El protocolo BiDiB (Bi-Directional Bus) es un sistema avanzado de comunicación diseñado específicamente para la automatización y el control de maquetas de trenes a escala. Este protocolo se diferencia de otros sistemas tradicionales por su capacidad para permitir una comunicación bidireccional entre todos los elementos conectados en la red de la maqueta, desde locomotoras hasta elementos de señalización y control de vías.

La capacidad bidireccional significa que no solo el controlador puede enviar comandos a los dispositivos, sino que estos también pueden enviar información de vuelta al controlador, ofreciendo un nivel de interactividad y monitorización en tiempo real que no es posible con sistemas unidireccionales.

Principios del Protocolo BiDiB

1. Comunicación Bidireccional:

Control Dinámico: Los dispositivos pueden reportar su estado y cualquier cambio en tiempo real al sistema central. Esto permite reacciones inmediatas a situaciones inesperadas, como una locomotora que se detiene o un cambio en la posición de las agujas de un desvío.
Retroalimentación para Automatización: La capacidad de recibir datos desde los dispositivos permite implementar sistemas de automatización complejos, como la regulación automática de la velocidad de los trenes en función de las condiciones de la línea.

2. Alta Modularidad y Escalabilidad:

Fácil Expansión: El sistema está diseñado para ser escalable, lo que facilita la adición de más componentes a medida que crece la maqueta sin necesidad de realizar grandes modificaciones en la configuración existente.
Interoperabilidad: Compatible con diversos tipos de hardware y software, permitiendo que elementos de diferentes fabricantes coexistan en la misma red.

3. Control Centralizado y Local:

Decisiones en Tiempo Real: Mientras que un controlador central puede manejar la lógica principal, dispositivos individuales como semáforos o desvíos pueden tomar decisiones basadas en la información local que reciben, lo que reduce la latencia y mejora la eficiencia del sistema.

4. Robustez y Fiabilidad:

Tolerancia a Fallas: El protocolo incluye mecanismos para detectar y corregir errores, asegurando una comunicación confiable incluso en entornos con interferencias potenciales.
Seguridad Operativa: Las características del protocolo garantizan que las órdenes críticas se ejecuten de manera segura, minimizando riesgos de accidentes.

Conexión de módulos BiDiB. https://www.fichtelbahn.de/

Aplicaciones y Beneficios del BiDiB

El protocolo BiDiB es ideal para entusiastas y profesionales del modelismo ferroviario que desean un alto grado de control y detalle en la gestión de sus maquetas. Algunos de los beneficios incluyen:

Simulaciones Realistas: Permite simular operaciones ferroviarias complejas que imitan el funcionamiento de un sistema ferroviario real.
Mejora en la Gestión del Tráfico: Capaz de manejar eficientemente múltiples trenes en la misma red, optimizando el flujo y evitando conflictos y retrasos.
Personalización y Flexibilidad: Los usuarios pueden programar comportamientos específicos y adaptar el sistema a las necesidades particulares de su maqueta.

Detalles Técnicos y Configuración de BiDiB

Estructura de Red:

Topología de Red: BiDiB permite utilizar una topología de red en estrella o en cadena, ofreciendo flexibilidad en la instalación y expansión de la red. Los nodos en la red pueden ser dispositivos como decodificadores de trenes, controladores de señales, y módulos de detección de ocupación, entre otros.
Conexión y Comunicación: La comunicación entre estos dispositivos se realiza a través de cables estándar (como los USB o cables Ethernet en configuraciones avanzadas), facilitando la integración y el mantenimiento del sistema.

Funciones Avanzadas de Software:

Programación y Configuración: Los usuarios pueden programar y configurar los dispositivos utilizando software especializado que comunica con la red BiDiB. Este software permite ajustar parámetros, definir comportamientos y programar rutinas de operación.
Interfaces de Usuario Personalizables: Los programas de control pueden ofrecer interfaces gráficas que muestran la disposición de la maqueta, el estado actual de los trenes y dispositivos, y permiten la interacción directa para el control manual o la modificación de los itinerarios en tiempo real.

Casos de Uso Específicos:

Detección de Ocupación: Utilizando sensores conectados a través de BiDiB, es posible detectar la ocupación de los bloques de vía de manera precisa, lo que es esencial para la automatización del tráfico y la prevención de colisiones.
Control de Desvíos y Señales: Los desvíos y las señales pueden ser controlados automáticamente según la posición y la velocidad de los trenes, optimizando el flujo y aumentando la seguridad.
Retroalimentación en Tiempo Real: Con BiDiB, cada componente puede enviar información de estado al controlador central, como la posición exacta de un tren, su velocidad, y si ha detectado algún problema en la vía (como una obstrucción o un fallo técnico).

Beneficios Adicionales y Escenarios de Implementación

Optimización de Rutas:

Planificación Inteligente: El sistema puede utilizar la información de la red para calcular y ajustar rutas en tiempo real, optimizando el uso de las vías y reduciendo los tiempos de espera.
Escenarios Dinámicos: Los operadores pueden simular diferentes situaciones operativas, como horarios de pico, mantenimiento de vías o emergencias, para evaluar la respuesta de la red y entrenar a los usuarios en la gestión eficiente.

Integración con Otros Sistemas:

Compatibilidad: BiDiB está diseñado para ser compatible con otros estándares y protocolos en el modelismo ferroviario, lo que permite su integración con sistemas existentes, como DCC (Digital Command Control).
Expansión Futura: El protocolo está en constante desarrollo, con mejoras y nuevas características que se agregan regularmente para ampliar sus capacidades y mejorar su eficiencia.