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Vos projets / Re : Annonces de gare avec RFID
« le: avril 21, 2022, 07:33:16 pm »
A la vue du nombre de lecteurs du sujet "Annonces de gare avec RFID" initié avec Xavier, ce projet intéresse les modélistes. Voici la réalisation de ce projet que j'ai dû terminer seul avec quelques ajustements.
Cependant, il est assez complexe et demande un certain investissement personnel pour le maitriser. Le succès réside dans le bon paramétrage des CV.
Nous utilisons la technologie NFC, Near-Field Communication, ou en français : communication en champ proche. Un capteur RFID, Radio Frequency IDentification, ou en français : identification par fréquence radio, lit et écrit le contenu des étiquettes RFID. Pour ce projet, nous utilisons de fines étiquettes RFID Ntag213 de 10x20mm, autocollantes, placées sous les locomotives. La petite taille du capteur RFID (37x25mm) permet son utilisation en H0 comme à l'échelle N. Pour s'assurer une bonne lecture, il faut garder un espace maxi de 10mm entre l'étiquette RFID qui est en mouvement devant un capteur fixe.
Avec la faible taille mémoire des Arduino Nano que nous utilisons dans chaque module de ce projet, cela nécessite deux modules au minimum : MAM-RFID et MAM-Gare. Tous 2 utilisent un Arduino Nano auquel est adjoint dans MAM-Gare un lecteur de fichiers MP3 nommé DFplayer. Un circuit imprimé commun MAM (86,5x100 mm) a été conçu pour créer différents Modules d'Animation pour le Modélisme.
Fonctionnement
MAM-RFID
Les d'étiquettes RFID Ntag213 sont collées sous les locomotives. Un lecteur d'étiquettes RFID se place sous les traverses des rails avant la gare, à bonne distance. Il est relié par un bus SPI au module MAM-RFID qui attend le passage des trains. Ce module surveille les adresses (<256) des aiguillages DCC proches afin de déterminer la gare de provenance et la destination du train, voie ou quai. Au passage d'un train, quand une étiquette RFID est détectée sur le lecteur RFID, elle est lue par le Nano qui élabore un message à partir de toutes ces informations. Ensuite il transmet ce message par un bus I2C vers MAM-Gare.
MAM-Gare
Les annonces en gare sont construites à partir de la lecture d'une suite de fichiers MP3 qui formeront une phrase.
Quand MAM-Gare reçoit un message I2C d'un module MAM-RFID, son Nano transmet une suite de noms de fichiers MP3 vers son DFplayer. Ce dernier lit les fichiers MP3 qui sont enregistrés dans une micro carte-SD placée dans son lecteur et les diffuse sur un haut-parleur placé dans la gare. Ainsi mis bout à bout, des morceaux de texte enregistrés en MP3 construisent un message vocal annonçant l'arrivée d'un train en précisant son numéro, de quelle gare il vient et vers quelle voie ou quel quai il se dirige.
Exemple :
Jingle, le train 8250 en provenance de Bourg-Saint-Maurice va entrer en gare, voie 2. Eloignez vous de la bordure du quai.
MAM-Gare contient un décodeur pour 16 adresses d'accessoires DCC et dispose de 8 sorties. Celles-ci peuvent piloter 8 servomoteurs ou 8 solénoïdes. Elles seront utilisées pour commander des aiguillages situés autour de la gare. Ce module propose aussi 8 fonctions MP3 qui lui permettent de diffuser des annonces de départ à partir de 8 commandes d'accessoires DCC. Elles sont composées d'un groupe de 10 fichiers MP3 maximum qui sont bien suffisant pour annoncer :
Jingle, voie 1, le train 17500 à destination de Grenoble va partir. Il desservira Chambéry Challes-les-Eaux. Attention à la fermeture des portes.
Quand un train entre en gare, les modules qui ont analysé les commandes d'aiguillages DCC savent d'où vient le train et les annonces sont modifiées automatiquement. De même ils savent aussi qu'elle sera la destination à quai et ils pourront adapter l'annonce. En modifiant les valeurs contenues dans les CV et/ou en enregistrant d'autres fichiers MP3, il est possible de diffuser des annonces personnalisées dans sa gare.
MAM-gare sera alimenté par une tension continue qui va de 9VDC à 20VDC. Avec son régulateur de tension 5V à découpage, son rendement est proche de 90%. La consommation est estimée à 100mA environ sous 5VDC. Ce module télé-alimente MAM-RFID en 5VDC par la nappe 4 fils du bus I2C pour une consommation de 100mA environ. Ces 2 modules sont interconnectés par un bus I2C qui peut atteindre 5m. MAM-gare est le maitre I2C et chaque module MAM-RFID est un esclave I2C avec une adresse propre. Chaque module est connecté au bus DCC par un composant isolateur optique. Aucune connexion à l'USB ne sera nécessaire pour le fonctionnement habituel des 2 modules.
Paramétrage des CV
Toutes les fonctions sont paramétrées par des CV afin de pouvoir les personnaliser. Nous avons développé un logiciel MAM_config écrit sous Processing 3.5 pour faciliter la modification des CV.
C'est un programme auto-exécutable qui ne nécessite pas d'installation. Il utilise la connexion USB. Après son lancement, une fenêtre graphique s'ouvre et il suffit de lui indiquer sur quel port USB est connecté le module MAM qu'il reconnaitra instantanément. Son utilisation assez intuitive est décrite dans un manuel qui l'accompagne.
Les projets MAM-RFID et MAM-Gare se compilent avec l'IDE Arduino et sont destinés à des Nanos. Les fichiers contenant leurs codes C accompagnés d'une documentation complète, des schémas ainsi que MAM_config sont fournis sous la forme de fichiers ZIP et 7z. Ils se téléchargent sur le site Internet : http://lormedy.free.fr/annoncesRFID.html
La prédiction des itinéraires des trains est un grand consommateur des ressources mémoire de l'Arduino Nano. Ces contraintes ont limité la prédiction des itinéraires dans MAM-gare.
Cet exemple démontre qu'il est possible d'utiliser des composants simples et peu chers pour animer le modélisme.
Ferroviairement,
Philippe
Cependant, il est assez complexe et demande un certain investissement personnel pour le maitriser. Le succès réside dans le bon paramétrage des CV.
Nous utilisons la technologie NFC, Near-Field Communication, ou en français : communication en champ proche. Un capteur RFID, Radio Frequency IDentification, ou en français : identification par fréquence radio, lit et écrit le contenu des étiquettes RFID. Pour ce projet, nous utilisons de fines étiquettes RFID Ntag213 de 10x20mm, autocollantes, placées sous les locomotives. La petite taille du capteur RFID (37x25mm) permet son utilisation en H0 comme à l'échelle N. Pour s'assurer une bonne lecture, il faut garder un espace maxi de 10mm entre l'étiquette RFID qui est en mouvement devant un capteur fixe.
Avec la faible taille mémoire des Arduino Nano que nous utilisons dans chaque module de ce projet, cela nécessite deux modules au minimum : MAM-RFID et MAM-Gare. Tous 2 utilisent un Arduino Nano auquel est adjoint dans MAM-Gare un lecteur de fichiers MP3 nommé DFplayer. Un circuit imprimé commun MAM (86,5x100 mm) a été conçu pour créer différents Modules d'Animation pour le Modélisme.
Fonctionnement
MAM-RFID
Les d'étiquettes RFID Ntag213 sont collées sous les locomotives. Un lecteur d'étiquettes RFID se place sous les traverses des rails avant la gare, à bonne distance. Il est relié par un bus SPI au module MAM-RFID qui attend le passage des trains. Ce module surveille les adresses (<256) des aiguillages DCC proches afin de déterminer la gare de provenance et la destination du train, voie ou quai. Au passage d'un train, quand une étiquette RFID est détectée sur le lecteur RFID, elle est lue par le Nano qui élabore un message à partir de toutes ces informations. Ensuite il transmet ce message par un bus I2C vers MAM-Gare.
MAM-Gare
Les annonces en gare sont construites à partir de la lecture d'une suite de fichiers MP3 qui formeront une phrase.
Quand MAM-Gare reçoit un message I2C d'un module MAM-RFID, son Nano transmet une suite de noms de fichiers MP3 vers son DFplayer. Ce dernier lit les fichiers MP3 qui sont enregistrés dans une micro carte-SD placée dans son lecteur et les diffuse sur un haut-parleur placé dans la gare. Ainsi mis bout à bout, des morceaux de texte enregistrés en MP3 construisent un message vocal annonçant l'arrivée d'un train en précisant son numéro, de quelle gare il vient et vers quelle voie ou quel quai il se dirige.
Exemple :
Jingle, le train 8250 en provenance de Bourg-Saint-Maurice va entrer en gare, voie 2. Eloignez vous de la bordure du quai.
MAM-Gare contient un décodeur pour 16 adresses d'accessoires DCC et dispose de 8 sorties. Celles-ci peuvent piloter 8 servomoteurs ou 8 solénoïdes. Elles seront utilisées pour commander des aiguillages situés autour de la gare. Ce module propose aussi 8 fonctions MP3 qui lui permettent de diffuser des annonces de départ à partir de 8 commandes d'accessoires DCC. Elles sont composées d'un groupe de 10 fichiers MP3 maximum qui sont bien suffisant pour annoncer :
Jingle, voie 1, le train 17500 à destination de Grenoble va partir. Il desservira Chambéry Challes-les-Eaux. Attention à la fermeture des portes.
Quand un train entre en gare, les modules qui ont analysé les commandes d'aiguillages DCC savent d'où vient le train et les annonces sont modifiées automatiquement. De même ils savent aussi qu'elle sera la destination à quai et ils pourront adapter l'annonce. En modifiant les valeurs contenues dans les CV et/ou en enregistrant d'autres fichiers MP3, il est possible de diffuser des annonces personnalisées dans sa gare.
MAM-gare sera alimenté par une tension continue qui va de 9VDC à 20VDC. Avec son régulateur de tension 5V à découpage, son rendement est proche de 90%. La consommation est estimée à 100mA environ sous 5VDC. Ce module télé-alimente MAM-RFID en 5VDC par la nappe 4 fils du bus I2C pour une consommation de 100mA environ. Ces 2 modules sont interconnectés par un bus I2C qui peut atteindre 5m. MAM-gare est le maitre I2C et chaque module MAM-RFID est un esclave I2C avec une adresse propre. Chaque module est connecté au bus DCC par un composant isolateur optique. Aucune connexion à l'USB ne sera nécessaire pour le fonctionnement habituel des 2 modules.
Paramétrage des CV
Toutes les fonctions sont paramétrées par des CV afin de pouvoir les personnaliser. Nous avons développé un logiciel MAM_config écrit sous Processing 3.5 pour faciliter la modification des CV.
C'est un programme auto-exécutable qui ne nécessite pas d'installation. Il utilise la connexion USB. Après son lancement, une fenêtre graphique s'ouvre et il suffit de lui indiquer sur quel port USB est connecté le module MAM qu'il reconnaitra instantanément. Son utilisation assez intuitive est décrite dans un manuel qui l'accompagne.
Les projets MAM-RFID et MAM-Gare se compilent avec l'IDE Arduino et sont destinés à des Nanos. Les fichiers contenant leurs codes C accompagnés d'une documentation complète, des schémas ainsi que MAM_config sont fournis sous la forme de fichiers ZIP et 7z. Ils se téléchargent sur le site Internet : http://lormedy.free.fr/annoncesRFID.html
La prédiction des itinéraires des trains est un grand consommateur des ressources mémoire de l'Arduino Nano. Ces contraintes ont limité la prédiction des itinéraires dans MAM-gare.
Cet exemple démontre qu'il est possible d'utiliser des composants simples et peu chers pour animer le modélisme.
Ferroviairement,
Philippe