LOCODUINO
Parlons Arduino => Vos projets => Discussion démarrée par: babskwal le janvier 15, 2022, 07:58:06 pm
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Bonsoir,
Petit "au secours !"... pour mon réseau "terminus/montagne" (va falloir que je lui trouve un nom plus sympa !) décrit sur :
- https://le-forum-du-n.1fr1.net/t33873-terminus-montagne (https://le-forum-du-n.1fr1.net/t33873-terminus-montagne) pour la présentation générale
- http://babsan.synology.me/terminus_montagne/ihm_prs.html (http://babsan.synology.me/terminus_montagne/ihm_prs.html) pour ce que pourra être l'interface de commande sur une tablette,
- http://babsan.synology.me/terminus_montagne/signalisation.html pour les schémas de signalisation,
Je me pose encore des questions sur la commande de l'alimentation des voies.
Je prévois 4 secteurs d'alimentation :
- une pour la gare terminus en mode manœuvre,
- une pour les itinéraires de et vers la voie 1 dans la gare terminus vers la coulisse au travers de la zone montagne
- une pour les itinéraires de et vers la voie 2 dans la gare terminus vers la coulisse au travers de la zone montagne
- la dernière pour les itinéraires de et vers la voie unique directement vers la coulisse
Je pensais alimenter chaque secteur par 1/2 L298; et ensuite alimenter chacune des petites zones par des relais qui "prennent" sur l'un des 4 "bus traction" issus d'un 1/2 L298.
Simple dans le principe... mais l'inconvénient est qu'il faut 8 relais pour chacune des zones ! Vu le nombre de zones, je vais avoir 2 kilos de relais (au sens propre !) et il va falloir les alimenter.
Je voulais éviter la solution d'un 1/2 L298 par zone (il faudrait synchroniser les PWM).
Qu'en pensez-vous ? N'y a-t-il pas une solution plus légère que les relais pour "piquer" une zone sur l'un des bus traction ?
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Bonjour,
Pour résoudre le problème de la synchronisation des PWM, tu pourrais utiliser des modules PCA9685.
Ces modules ont 16 sorties, et si ça ne suffit pas, on peut en combiner plusieurs avec une horloge externe pour les synchroniser.
Tu peux aussi utiliser les sorties pour commander la polarité des L298, ou des relais, ou autre.
Concernant la commande des PCA 9685 voir https://www.aranacorp.com/fr/utilisation-dun-module-pca9685-avec-arduino/ (https://www.aranacorp.com/fr/utilisation-dun-module-pca9685-avec-arduino/)
J'ai réalisé récemment un projet à base de PCA9685, voir http://amfn.nice.free.fr/microcontroleurs/servomoteurs.htm (http://amfn.nice.free.fr/microcontroleurs/servomoteurs.htm)
(Il y a des schémas, mais pas de synchronisation dans ce cas-là).
Bon courage!
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Avant de prendre une décision sur l'architecture de ton réseau, tu devrais consulter ce fil :
https://forum.locoduino.org/index.php?topic=36.0
Beaucoup d'informations à intégrer, mais dans ce genre de projet, il faut prendre son temps et comparer beaucoup de solutions.
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Simple dans le principe... mais l'inconvénient est qu'il faut 8 relais pour chacune des zones ! Vu le nombre de zones, je vais avoir 2 kilos de relais (au sens propre !) et il va falloir les alimenter.
Bonjour
Pourquoi 8 relais par zone et combien il y a de zones ?
Pierre
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@JMP06 : cette solution me parait pas mal. Pour commander les L298, il faut deux broches numériques et une PWM d'Arduino, donc je comprends qu'il faudrait un PCA9685 et deux 74HC595 en cascade pour commander 8 L298 soit 16 zones. Comment faire pour "combiner plusieurs avec une horloge externe pour les synchroniser" ?
@chris_bzg : merci pour l'info. Mais mes compétences ne sont pas à la hauteur, je n'arrive pas à tout suivre. Et en plus, les liens sur des schémas sur Dropbox ne fonctionnement pas.
@Pierre59 : en absolu, il faut 3 relais pour choisir sur lequel des 4 bus tractions je connecte une file de rails, et un quatrième qui sert simplement d'interrupteur, et ce pour les deux files de rails. Donc 8 par zone. Avec mon découpage en zones type PRS (permettant la détection des trains et le fonctionnement des transits), j'ai 12 zones sur le module 1, 12 sur le module 2, 8 sur le module 3, 9 zones sur le module 4... D'où le grand nombre de relais !
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@JMP06 : le PCA9685 serait aussi intéressant pour pouvoir allumer et éteindre de manière réaliste les signaux (ou gérer leurs clignotements) :)
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@Pierre59 : en absolu, il faut 3 relais pour choisir sur lequel des 4 bus tractions je connecte une file de rails, et un quatrième qui sert simplement d'interrupteur, et ce pour les deux files de rails. Donc 8 par zone. Avec mon découpage en zones type PRS (permettant la détection des trains et le fonctionnement des transits), j'ai 12 zones sur le module 1, 12 sur le module 2, 8 sur le module 3, 9 zones sur le module 4... D'où le grand nombre de relais !
Sur un premier réseau de test (un ovale avec une voie d'évitement, appelé aussi locodrome), avec 2 sources PWM et 7 zones et la détection de présence par consommation de courant, j'avais 2*7=14 relais !
Sur mon réseau actuel avec 32 zones et 4 sources PWM et la détection de présence, j'ai 4*32=128 relais !
Ce sont des relais 12v avec juste un contact, qui m'ont coûtés environ 1€ pièce. Coté consommation il y en a au maximum 32 alimentés en même temps (de toute façon j'ai une vieille alimentation de PC pour tout le réseau). Bon en utilisant des relais à plus de contacts on peut réduire les relais à 3 par zone dans mon cas, mais cela ne sera pas forcement moins cher.
Un seul rail est coupé électriquement, et je n'ai pas de raquette qui demanderait une zone gérée spécialement.
Pierre
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@chris_bzg : merci pour l'info. Mais mes compétences ne sont pas à la hauteur, je n'arrive pas à tout suivre. Et en plus, les liens sur des schémas sur Dropbox ne fonctionnement pas.
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En fait, je crois que le lien est rétabli un peu plus loin dans le fil (mais plus sur Dropbox), mais il faut déjà passer quelques pages.
Pour l'autre argument, il suffit d'augmenter tes compétences, car c'est bien dans ce but que tu t'es inscrit sur ce forum, non ? ;)
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Bonjour,
Je ne comprends pas la nécessité d'un 74HC595. Ce serait bien d'avoir un schéma de l'ensemble de ton projet, pour pouvoir en discuter plus facilement.
Concernant le PWM, si on utilise un seul module PCA9685, il génère ses PWM à partir de son horloge interne et ne dépend donc pas de l'Arduino pour ça. Arduino doit seulement lui indiquer, via le bus I2C, quelle fréquence et quel rapport cyclique on veut.
Si on a plusieurs modules et qu'on veut qu'ils soient synchrones, il faut relier leurs fils d'horloge ensemble et les connecter à une horloge externe. (Je lis ça dans les spécifications mais que je ne l'ai jamais fait).
Un PWM généré par Arduino doit alors convenir pour servir d'horloge.
Il me reste un PCA9685 dans mes tiroirs. Je vais tester cette histoire de synchronisation dans les jours qui viennent et je te dirai ce qu'il en est.
Dans le cas de ton projet, je pense que tu pourrais utiliser un seul PCA9685 pour générer les PWM de 16 L298. Je suppose qu'il attaquerait les broches En (schéma?).
Les autres fils des L298 (je suppose qu'ils servent à commander le sens de marche?) n'ont pas besoin d'être synchrones avec quoi que ce soit. On peut donc soit les commander depuis d'autres PCA9685 "autonomes", soit simplement depuis l'Arduino lui-même.
Quant aux signaux, bien sûr qu'on peut les commander depuis des PCA9685. C'est une solution que j'envisage pour le réseau dont je t'ai envoyé le lien.
À propos des relais, à titre anecdotique: mon réseau personnel a 32 cantons et peut accepter 7 trains. Chaque train a son alim qui le suit de canton en canton. Pour commuter les alims vers les cantons j'utilise des sélecteurs téléphoniques miniatures. Chaque sélecteur est l'équivalent de 128 relais à quatre contacts. Inutile de dire que je ne recommanderais pas cette solution pour un nouveau réseau. Mais elle m'a permis, en remplaçant une des alims traction par une centrale DCC, de le convertir au digital.
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Pour l'autre argument, il suffit d'augmenter tes compétences, car c'est bien dans ce but que tu t'es inscrit sur ce forum, non ?
@chris_bzg Oui, bien sûr ! Mais si je prône le "step by step", là, l'escalier est long... il s'agit de monter à pied à la Tour Eiffel, ça va être long pour moi pour intégrer tout ça, vu d'où je pars :(
@JPM06 L'idée que j'avais en parlant de 74HC595, c'est que si je veux commander 16 L298 avec un Arduino, il me faut 16 broches PMW et 16x2 broches de sorties analogiques. Je remplace les 16 broches PWM par le PCA9685 connecté à l'Arduino via i2c, et je remplace les 32 broches analogiques par 3 raccordées à des 74HC595. Est-ce que c'est valable, à voir...
Pour la proposition de test de synchronisation de PCA9685, je suis évidemment preneur !
Quant aux relais, je garde la solution en plan de repli, c'est lourdingue, mais ça marcherait !
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J'ai pu faire quelques tests ce matin (avec un oscilloscope). Résultat:
- sur un module, les signaux de sortie sont bien synchrones,
- mais pour tester la synchro entre modules, je suis tombé sur un os: sur les modules Aranacorp que j'utilise on n'a PAS accès à la broche EXTCLK qui permet de se synchroniser sur une horloge externe.
Il faudra donc soit se contenter des 16 lignes PWM d'un module, soit trouver une autre carte ou un autre système permettant d'aller au delà.
Quant aux 74HC595 (est-ce qu'il ne s'agit pas plutôt de broches digitales que de broches analogiques?) pourquoi ne pas utiliser directement un Arduino Mega qui a pléthore de broches?
Ça simplifie bien le code.
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Il s'agit bien sûr de broches numériques, pas analogiques ! (La honte)
Et merci d'avoir fait le test !
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Il faudra donc soit se contenter des 16 lignes PWM d'un module, soit trouver une autre carte ou un autre système permettant d'aller au delà.
@JPM06 : je pense avoir une idée pour limiter à 16 le nombre de PMW synchronisées pour l'alimentation des voies (avec des groupes de zones). Quelle est la longueur maxi de fils entre le PCA9685 (il y en aurait un pour le réseau) et les L298 ? Je pense répartir ces L298 sous le réseau, pour des raisons de place et peut-être aussi pour limiter le câblage.
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bonsoir,
il y a un fil qui traitait des PCA9685 et du problème de leur synchronisation (sans solution de mémoire, mais il y a sûrement d'autres idées à piocher) :
http://forum.locoduino.org/index.php?topic=1097.0
Attention en effet aux longueurs de fils mais surtout entre l'Arduino et le module car la communication se fait en I2C, sensible au parasitage (bien que des solutions existent). Mais pas de contrainte il me semble entre les sorties PVM du module et les ponts H.
Attention également au fait que les PCA9685 vont fournir une PWM à 60Hz... alors que pour la santé des moteurs vous tomberez sur des recommandations de plusieurs dizaines de kilo-Herz !! Ceci-dit, ayant expérimenté les 9685 je n'ai jamais subi de conséquences... pour moi ça fonctionnait même beaucoup mieux au point que j'ai aujourd'hui des PWM réglées à 40Hz.
En ce qui concerne les 74HC595 : ils fournissent bien des sorties digitales, uniquement. Même si un MEGA en propose un bon nombre... en fait on finit par en manquer et l'autre intérêt, peut-être le principal, des registres 74HC595, est de transmettre les ordres non en parallèle mais en série : => uniquement 4 fils pour à l'arrivée un nombre illimité de pins ( en théorie, car la limite vient du temps de mise à jour des registres)
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Merdasse ! J'étais plutôt sur du 32kHz... et les trains roulent sans pub en 60Hz ?
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La fréquence de PWM du PCA9685 est réglable de 24Hz à 1526Hz. La valeur de 60Hz est seulement celle choisie pour les servos dans les programmes de démo:
pca[I].begin(); pca[I].setPWMFreq(60);} // 60 Hz <-> 16,7msLe choix de la fréquence optimale est un sujet très débattu. Personnellement je synchronise mes cantons sur le secteur redressé double alternance, soit 100Hz et les locos ont l'air de trouver ça bien.
Je suis étonné qu'on puisse utiliser des fréquences élevées comme 32kHz, parce que ça ne doit pas être facile de mesurer la FCEM. Mais dans ce domaine comme dans beaucoup d'autres, l'expérience prime sur la théorie!
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En fait j'ai suivi les articles de Locoduino sur la PWM pour alimenter les trains : https://www.locoduino.org/spip.php?article47 (https://www.locoduino.org/spip.php?article47) et suivants. Ça marchait bien à 32 kHz, j'ai effectivement pas aimé le spectre de l'audible. Je ne me souviens plus ce que ça donnait dans les fréquences en dessous de l'audible...
Je comprends que j'ai le choix entre des fréquences assez basses si ça fonctionne pour les locos avec le PCA9685, ou rester sur la PWM d'un Arduino pour des fréquences élevées. Entre les 16 d'un PCA9685 ou les 15 d'un Arduino Mega, c'est presque pareil en nombre ! Mais par contre la bibliothèque PWMFreq ne fonctionne pas sur un Mega.
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Est-ce compliqué d'adapter cette bibliothèque pour un Mega ?
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Les pins et les timers sont différents mais c'est rigoureusement le même principe.
Tout est là : https://arduinoinfo.mywikis.net/wiki/Arduino-PWM-Frequency
Concernant cette remarque de JPM06 :
Je suis étonné qu'on puisse utiliser des fréquences élevées comme 32kHz, parce que ça ne doit pas être facile de mesurer la FCEM.
La fréquence de PWM est à priori sans la moindre incidence puisque la FCEM ne peut pas se mesurer autrement que courant traction coupé.
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La fréquence de PWM est à priori sans la moindre incidence puisque la FCEM ne peut pas se mesurer autrement que courant traction coupé.
Bien sûr, mais lorsque je fais des mesures, je vois que la FCEM n'est pas disponible juste après la coupure du courant, à cause de l'effet de self du moteur.
Avec un moteur Jouef, il faut attendre environ 2ms pour la voir apparaitre et la mesurer valablement, ce qui implique dans ce cas que la fréquence maximum du PWM est de 500Hz.
Or à 32kHz, la période n'est que de 30microsecondes, d'où mon étonnement.
Où est l'erreur?
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Où est l'erreur ?
... c'est une question !
Malheureusement je ne suis pas qualifié, il faudrait qu'un expert passe par là !
Je remarque seulement que 2millisecondes, c'est énorme, à se demander si le ralentissement permet, ensuite, une mesure représentative ?
Et qu'en appliquant le même calcul à la fréquence de 40Hz que j'utilise, c'est 25ms qu'il faudrait attendre ! Alors que la pratique habituelle est de respecter un délai de 300 à 400 microsecondes (soit une coupure de l'ordre de 600us mesures comprises).
L'échelle (N / HO) aurait-elle une influence ? Je ne vois pas de raison...
Enfin, pourquoi une telle proportionnalité entre fréquence avant coupure et délai d'extinction du flux ? Est-ce empirique ou imposé par l’électromagnétisme ? Dans le second cas, j'aurais tout à revoir... je me joins donc à la question : Où est l'erreur ?
(en demandant à babskwal de pardonner ce détournement du sujet d'origine ! On se rattrapera !)
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pourquoi une telle proportionnalité entre fréquence avant coupure et délai d'extinction du flux
Justement, je pense qu'il n'y a pas proportionnalité. Voici comment je vois la chose (et s'il y déjà un autre fil qui traite de ça, merci de me l'indiquer):
Pour faire de l'asservissement par mesure de la FCEM, il faut faire alterner des phases d'alimentation et des phases de mesure.
Pour agir sur la vitesse, il faut faire "quelque chose" pendant la phase d'alimentation. Ça peut être:
- faire varier l'amplitude de la tension (pourquoi pas?),
- ou bien hacher cette tension (PWM 1),
- ou encore faire varier la durée de l'alimentation (PWM 2). C'est ce que je fais, à 100Hz.
Je suppose que lorsqu'on parle de 32kHz, c'est de PWM1 qu'il s'agit. Alors que lorsqu'on parle de 40 ou 100Hz, c'est de PWM 2.
Quant à la phase de mesure, d'après moi elle ne peut commencer que "quelques temps" après la coupure de l'alimentation, disons 1 à 2ms, à cause des parasites. Mais ça dépend des moteurs et également de la forme du courant traction. Par exemple si on alimente à partir d'une tension alternative avec un dispositif de détection de passage à zéro, il n'y a plus de parasite... mais on perd du temps parce que la fin de la phase est sans effet, ce qui ou bout du compte occasionne la même perte de temps.
On peut aussi se demander si les phases doivent être isochrones (dans le cas de PWM 2 elles pourraient ne pas l'être) mais vu les questions sur la synchronisation des cantons, je pense que personne ne fait ça (?).
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? Que désignent PWM1 et PWM2 ? La PWM étant de la "Modulation de la Largeur de l'Impulsion", le principe ("hachage") reste, quelque soit la fréquence adoptée
(une note à l'intention de babskwal qui utilise des L298 : ceux-ci ne pouvant pas commuter plus vite que 25 kHz, il faut oublier le 32Kz). EDIT : faux !! voir posts suivants
Je crois qu'il me manque de comprendre ceci : "je synchronise mes cantons sur le secteur redressé double alternance, soit 100Hz" ; s'agit-il de ce que cet article de l'AFMN appelle "alimentation à découpage à partir de l'alternatif" (voir lien plus bas) ? Dans ce cas ça n'est pas de la PWM mais ça doit ne pas faire de différence (?) pour ce qui de mesurer une FCEM.
Sur le sujet "asservissement", le fil de référence ici est celui-ci : http://forum.locoduino.org/index.php?topic=36.0
Ayant pour ma part échoué à le mettre en pratique, j'ai bifurqué vers de la compensation de charge ; une aventure développée ici : https://forum.locoduino.org/index.php?topic=1217.0
(La compensation de charge est d'ailleurs ce que sait faire couramment le décodeur d'une motrice digitale en mesurant "in situ"sa propre FCEM)
Hors Locoduino, L'AFMN traite également de l'asservissement de vitesse : http://amfn.nice.free.fr/alim.htm
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Pardon si je n'ai pas été clair. C'est difficile sans un dessin...
Ce que je voulais dire, c'est que parler simplement de "PWM" est imprécis et ne permet pas d'en évaluer les avantages et les limitations.
Pour faire de l'asservissement (et à ce propos je ne comprends pas la différence avec la compensation de charge, pour moi c'est la même chose) il faut créer des phases de mesure entre les phases d'alimentation. C'est un premier hachage.
Ensuite, pour agir sur l'alimentation, on peut hacher la tension pendant la phase d'alimentation. C'est donc un hachage dans le hachage.
C'est ce que j'appelais PWM1 et PWM2.
Concernant l'AMFN, j'ai renoncé à utiliser l'asservissement sur le réseau HO (où il y a une alim par canton) pour deux raisons:
1: on a rencontré des problèmes avec les rames éclairées. En effet, l'éclairage des rames atténue un peu la FCEM. Lorsque la loco et la rame sont sur le même canton, ça ne se voit pas, mais lorsque la loco passe sur un canton alors que la rame est encore sur le précédent, elle ralentit un peu et ça se voit.
2: il y avait trop de différence de réglage d'une loco à l'autre.
Bref, on comprend pourquoi on a inventé le digital.
Sur mon réseau personnel, il y a une alim par train, aussi je n'ai pas ces problèmes.
Concernant les L298, je ne savais pas qu'ils étaient limités à 25kHz. Du coup j'en ai qui fonctionnent à 40kHz... sans problème. C'est qu'eux non plus ne le savent pas ;)
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Concernant les L298, je ne savais pas qu'ils étaient limités à 25kHz. Du coup j'en ai qui fonctionnent à 40kHz... sans problème. C'est qu'eux non plus ne le savent pas ;)
La datasheet du L298 donne une fréquence de commutation qui va de 25 à 40 kHz avec un courant de charge de 2 A (voir page 4 de la datasheet de STMicroelectronics par exemple). Un L298 n'est pas forcément limité à 25 kHz, tout dépend des conditions d'utilisation. Pour ma part, j'ai fabriqué une petite alimentation analogique avec un UNO et une carte Motor Shield (d'Arduino, donc à base de L298) et la PWM est de 31,3 kHz (voir les photos). Les potentiomètres permettent de régler vitesse et sens de circulation pour chaque canal de la carte shield. Le passage à l'oscilloscope montre en jaune le canal A et en magenta le canal B ; la fréquence est en haut à droite de l'écran.
Pour les contributeurs, merci de citer vos sources lorsque vous affirmez quelque chose. ;)
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merci de citer vos sources lorsque vous affirmez quelque chose
40 kHz c'est exact et je suis confus : l'information était corrompue, comme ma mémoire qui n'avait retenu que le fait qu'il était conseillé de ne pas utiliser les L298N au dessus de 25kHz.
La source était là : https://passionelectronique.fr/tutoriel-l298n/
Asservissement versus compensation de charge ?
Disons que dans votre auto, si vous mettez en route le régulateur de vitesse (supposons), c'est un asservissement - le système à partir d'une seule information initiale, la consigne vitesse, agit pour la maintenir constante en toute circonstances (dans certaines limites bien sûr)
Maintenant imaginons un système plus limité : 1) vous restez maître de la vitesse à tout moment 2) le "système" traduit cette consigne temps réel (enfoncement de l'accélérateur) en vitesse cible et "appuie" en renfort lorsque la vitesse constatée est insuffisante. C'est donc une compensation, qui intervient notamment lorsque la charge moteur augmente.
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Je découvre par hasard que dans le dernier numéro d'Elektor (493) il y un article qui adresse exactement ce dont nous discutons.
Je ne pense pas avoir le droit de le joindre à ce post en PDF, parce que c'est réservé aux abonnés, mais je peux vous l'envoyer en MP si vous le désirez.
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Article assez décevant dans Elektor magpi no22 avec un automate de pilotage de loco analogique (pas de DCC) dont le source ne laisse pas rêver :
https://github.com/KushagraK7/PicoSimpleModelRailroad/blob/main/Simple_Automated_Oval_Layout.ino (https://github.com/KushagraK7/PicoSimpleModelRailroad/blob/main/Simple_Automated_Oval_Layout.ino)
Mais montre le pilotage d’un L298 avec des accélérations et des ralentissements, plus un capteur.
Sûr qu’on peut faire des tas de choses avec un RPi, mais aussi avec des Arduino dont on trouve tout ce qu’il faut ici !