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Sujets - railyRabbit

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Ça fait un moment que je bricole dans mon coin, évoquant par bribes ici ou là certains des aspects électroniques du projet auquel je participe. Je vais essayer de partager plus en détail les réalisations et projets en perspective.
 
Je participe à un réseau relativement simple à échelle N : 2 boucles, 1 voie de garage/belvédère, 3 aiguilles (voir le fil du réseau sur le Forum du N).

1. Matériel de départ
J’avais choisi un système au système complet, le Quad-Pic de Tam Valley Depot, pour piloter les 3 aiguilles du réseau : 3 servos pilotés par une carte à microprocesseur, des façades de contrôle et des cartes-filles équipées d’un relai pour inverser la polarité de la pointe de cœur à mi-parcours. La câblerie est entièrement basée sur des câbles servos, pratique pour une mise en oeuvre rapide. Quelques images pour les curieux :


Les façades de contrôle sont astucieusement conçues. Seuls 3 fils sont nécessaires pour les utiliser : 2 fils d’alimentation, 1 fil de signal. La couleur des LED bicolores (montées en opposition) est gérée via la polarité du fil de signal. En faisant varier rapidement cette polarité, on crée un clignotement alternatif des LED pendant le mouvement. Régulièrement on mesure si le fil de signal n’est pas relié à la masse, ce qui signifie que le bouton est appuyé.



C’est simple, économe en câblage. Je me suis construit un (tout) petit TCO avec 5 fils : 2 fils d’alim, 3 fils de signal, 1 pour chaque aiguille. Ça me permet de visualiser la position des aiguilles et de les commander.

Seulement voilà, entre l’effet de l’échelle N et sans doute la tringlerie maison de transmission entre le servo et l’aiguille, la polarité s’inversait souvent alors que l’aiguille était en contact avec le mauvais rail, causant des court-circuits.

2. Le cahier des charges
a) Mouvement et alimentation des aiguilles > lire
Je décide de remplacer l’électronique de pilotage des aiguilles et d’alimentation des cœurs, tout en gardant la motorisation par servo et les façades de contrôle Tam Valley.

b) Un peu d’automatisation
Je voulais aussi essayer de gérer le talonnage des aiguilles de façon automatique : si un train arrive et que l’aiguille n’est pas dans la bonne position, hop on corrige. Encore faut-il savoir dans quel sens circule le train.
Enfin, dernière piste qui s’est greffée récemment, gérer les itinéraires disponibles et pouvoir faire circuler un train sur un itinéraire aléatoire, quel que soit le sens de marche.

c) Yes we CAN
A l’heure actuelle, ayant fait le a) puis b), tout est géré en central sur un Arduino Uno où j’ai consommé toutes les entrées/sorties (et un peu plus de 50% de flash, rien que pour stocker le programme). J’envisage de décentraliser en mettant en œuvre 3 ou 4 satellites CAN autour d’un chef d’orchestre, plus 1 autre satellite dans le TCO.
Chaque satellite (sauf celui du TCO, un peu plus spécialisé) aura donc à gérer la détection infrarouge, les servos et l’alimentation des aiguilles, ainsi que très probablement des éclairages.

d) Radio Ga Ga
Étape suivante, rendre le TCO sans fil. Il faudra que je me repenche sur ce que Locoduino à démontré à Orléans. L’idée est que, en filaire, le TCO recharge sa batterie et communique en CAN. Sans fil, on passe en liaison radio. Wifi, Bluetooth, 2.4GHz ou 433MHz non licenciés, à voir. En revanche je n’ai pas nécessairement envie d’un TCO sur tablette ou smartphone, ce qui rend le choix du wifi moins évident (et plus de la consommation électrique).

e) Est-ce bien raisonnable ?
Non bien sûr, ça marche pas mal comme ça. Mais c’est aussi l’occasion de tester des nouvelles choses !

La suite très vite.

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Shields et Modules / Carte d'alimentation des coeurs d'aiguille
« le: mai 13, 2018, 03:51:11 pm »
Je me suis lancé dans la création de cartes d’alimentation de cœur d’aiguilles après des déconvenues dans l’utilisation de ma précédente solution, un Quad-Pic de Tam Valley Depot. Cette solution propose le pilotage de 4 servomoteurs, avec notamment des cartes d’alim de cœur basées sur 1 relais monostable, qui permet d’inverser la polarité de l’aiguille.

Le problème (et j’ai commencé à y penser pendant que j’attendais la livraison), c’est qu’en N, le mouvement n’est pas énorme. Selon l’installation du moteur et le déport, elle peut même être très faible. Or le Quad-Pic inverse la polarité de l’aiguille de façon arbitraire au milieu du mouvement. Sur 2 des 3 aiguilles (où la course des servos est la plus faible), je n’ai jamais réussi à régler le mouvement de façon à éviter le court-circuit, l’inversion se produisant soit trop tôt avec l’aiguille toujours en contact avec le rail d’origine, soit trop tard lorsque l’aiguille avait déjà touché le rail de destination.

J’ai donc décidé de fabriquer une carte qui permette de couper totalement l’alimentation du cœur pendant la manœuvre. Au passage, j’ai tenté une solution silencieuse (pas de « clac clac » de relais) mais j’en suis revenu, vous verrez plus tard. Donc 2 relais statiques indépendants, pilotés par 2 transistors.

Pour la connectique, j’avais prévu de chaîner les cartes, un même fil 4 paires pouvant faire transiter les signaux à destination des 3 cartes-relais. C’est la solution que j’avais prise pour mes capteurs IR, mais là aussi je commence à en revenir : les fils sont gros, 1 bus par usage (IR, cœurs), ça semble soumis aux interférences électromagnétiques… bref, je pense de plus en plus à un bus CAN unique, on en reparlera.
Pleins d’emplacement pour orienter les prises… une galère qui m’a coûté un mauvais étiquetage des broches sur la carte. :-[

Le principe de fonctionnement de la carte est simple :
1.   réception de l’ordre de mouvement de l’aiguille
2.   interruption de l’alim de cœur
3.   mouvement de l’aiguille
4.   à l’issue du mouvement, alimentation de l’aiguille avec la polarité correspondant à la position de l’aiguille

Le défaut de ce système, c’est qu’il ne peut pas contrôler la position physique de l’aiguille, il est réduit à « faire confiance » à l’ordre envoyé aux servos. Or si les servos ne sont pas alimentés, la polarité de l’aiguille va être inversée alors qu’elle n’a en réalité pas bougé. J’ai peut-être une idée pour éviter ça (en monitorant l’alimentation des servos), mais on verra plus tard.

En 1er lieu, j’avais choisi des relais statiques de type G3MB-202P. Sauf que je n’avais pas fait attention à un détail de la datasheet : conçus pour piloter des courants alternatifs, ils cessent de conduire (si tel est l'ordre) au moment où la courbe du courant repasse par 0V. Or mon réseau est exploité aussi bien en numérique qu’en analogique, et en analogique le courant ne repasse pas toujours par 0V.


Après quelques recherches, j’ai trouvé un autre composant, le AQY212, qui fonctionne à la fois pour de l’AC et du DC. Par contre… j’en ai grillé 4, il semble très (mais très) sensible (0,5A max). :'(
Je les ai monté (avec leur résistance) sur une plaque de prototypage découpée, pour réutiliser le footprint des précédant G3MB et m'éviter de devoir refaire la carte.


Du coup, je vais revenir aux relais classique « clac clac », ça marche avec l’AC et le DC et ça ne devrait pas cramer à la moindre surintensité. D’ailleurs je n’ai pas l’impression que les relais statiques soient beaucoup utilisé en modélisme ferroviaire, et notamment dans l’alim des cœurs. Est-ce inapproprié, ou bien à cause du coût des modèles suffisamment « résistants » ?

J’ai encore quelques hésitations quant au choix des relais : des relais « simples », mais dans ce cas idéalement avec une conso réduite de la bobine ? ou bien des « latching relays » (je ne sais pas comment ils s’appellent en bon français), dont la gestion est un poil plus compliquée mais qui ne consomment que lorsqu’ils doivent commuter ?

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Présentez vous ! / Le retour du lapin
« le: mai 10, 2015, 06:17:14 pm »
Hello,

De retour aux circuits, après une parenthèse de plusieurs mois pour cause d'activités professionnelles un peu envahissantes.

Je participe à un premier projet de réseau N, conjointement avec Onzeroad - tous deux originaires du Forum du N. Onzeroad s'occupe plutôt des décors, moi de la partie technique : électricité, électronique de commande, automatismes... ayant une base informatique, c'est plus facile :P

Mon projet - pour la partie techno - est assez vaste, je ne sais pas si j'arriverai à tout faire :
  • une alim maison : j'ai un peu mis ça ce côté, j'ai repêché un bloc d'alim de PC portable
  • une alim à tension hachée (contrôlée par Arduino ?), idée que j'ai eue suite à la lecture d'un article de PicTrain, sujet par ailleurs traité de fond en comble par Jean-Luc sur son site ModelleisenbahN
  • un module pour automatiser la gestion des aiguilles du réseau, en complément (voire en remplacement) de la carte QuadPic de Tam Valley Depot qui pilote aujourd'hui les servos
  • un TCO sans fil
    • avec commande de la traction analogique (tension hachée)
    • qui puisse replayer les ordre d'une centrale DCC Märklin (et la rendre sans fil, donc)
      pas complètement exclu qu'elle disparaisse au profit d'une centrale Arduino :P
  • et pour le reste du réseau : pilotage digital des LED d'éclairage, des moteurs d'animation, etc...

Vaste programme  :D
J'ai 1 Arduino Uno + un clone d'Arduino Mini Pro.

Le réseau fonctionne pour le moment avec une Mobile Station 2 Märklin, que j'ai choisie son ergonomie plus accessible que celle d'une Laukmaus : mon acolyte est moins technophile que moi, et il doit pouvoir s'en servir.
Les décodeurs DCC sont des Digitrax DZ123 (pas de machine prédigitalisée pour le moment, 1 digitalisée par mes soins).

Le réseau fonctionne aussi en analogique, pour le moment avec un vieux transfo Lima récupéré (rescapé ?) de ma jeunesse. Ça permet de faire tourner les autres machines analogiques.

J'ai déjà lu avec attention les articles du blog, toujours très intéressants.
Un grand merci pour ce travail pédagogique !

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