Diorama operativo punto a punto in scala TT

[adobel55]

Altri componenti importanti e necessari sono i sensori per le così dette retroazioni, ossia impostare il da farsi a seguito di un evento.
Per ottenere questo risultato per il progetto, ho utilizzato 5 sensori elettromagnetici unipolari con effetto Hall.
Unipolari perchè rilevano il campo magnetico solo con un sola polarità con calamita posta sotto un rotabile, i minimoduli che ho preso sono compatibili con Arduino e si alimentano a 5V CC.
Di fatto fungono da interruttore in input normalmente chiuso valore (1) per il pin segnale di Arduino ed al passaggio della calamita interrompono il circuito restituendo il pin segnale (0) per Arduino collegati ai pin digitali.
Ho dovuto apportare una modifica ai micromoduli per fare in modo che il sensore possa essere montato sotto ai binari e la schedina sotto plancia, ho tagliato i gambi del sensore e ho saldato in aggiunta del filo per allungare la portata del sensore tra il binario e il sotto plancia.

Hall.jpg

Prima della modifica

Sensore2.jpg

Dopo la modifica
Sono stati utilizzati 5 sensori:
1) fine corsa treno verso galleria
2) fine corsa treno tronchino stazione
3) fine corsa treno tronchino magazzino merci
4) segnale a rosso dopo partenza treno da tronchino stazione
5) controllo velocità in accelerazione partenza treno da stazione e decelerazione per arrivo treno in stazione
Di seguito schema di collegamento di un sensore.
Anche qui il GND va collegato ad Arduino.
Se avete dubbi chiedete pure.

[Senialas]

Parliamo di un'altra scheda molto importante per il progetto che è la L298N compatibile con Arduino che permette di comandare due motori contemporaneamente, infatti è usata in ambito sviluppi di robotica.
Analizzando il componente mi sono chiesto se questa scheda poteva essere utilizzata per alimentare i binari del treno e comandarne la polarità (avanti, indietro e stop).
Fatte le dovute prove con risultato positivo, ho utilizzato questa scheda per lo scopo del progetto del diorama operativo, utilizzandola solo in parte come controllo di alimentazione come se ci fosse da comandare solo un motore, ma con i dovuti sezionamenti dei bonari si potrebbero comandare due treni anche con polarità opposte.
La scheda per i collegamenti prende un'alimentazione in input che può essere a 5 o 12V CC (ho utilizzato la 12V) presa da un alimentatore esterno vecchio Rivarossi 4201, una uscita a 5 o 12V CC secondo l'input utilizzato, e qui la polarità non è importante in quanto sarà comandata via SW, che andrà verso i binari, poi ci sono sei pin, tre per ogni modulo motore da comandare, quindi tre pin ciascuno (utilizzati solo tre pin) che andranno collegati ad Arduino, uno per accendere il motore e assegnare la velocità (se non si usa il motore sarà sempre al massimo dei giri e nel caso di alimentazione binari la velocità è data dal regolatore dell'alimentatore), questo collegamento va fatto con un pin di Arduino che gestisce il segnale PWM.
Gli altri due pin vanno collegati ad altrettanti due pin di Arduino e permettono di comandare la marcia del motore e nella fattispecie del treno (avanti, indietro e stop).
Precisamente nel linguaggio di programmazione di Arduino, se si dà una tensione HIGH o LOW ai due pin controllo marcia il motore è fermo, mentre se si dà un valore HIGH ed un valore LOW ai due pin i motore si muove, invertendo il comando LOW ed HIGH si cambia senso di marcia.
Il valore HIGH corrisponde al valore (1), il valore LOW corrisponde al valore (0).
Per il pin PWM, come detto, comanda l'accensione del motore e si può impostare la velocità, per accendere il motore si dà un valore HIGH al pin e questi comandi sono comandi digitali ossia assumono valore (0) o (1), mentre per impostare la velocità si deve dare un comando analogico che prevede un valore da (0 a 255) che rappresenta una percentuale della velocità impostata con l'alimentatore principale.
Di seguito lo schema dei collegamenti, anche qui il GND deve essere in comune con il GND di Arduino.
Chiedete pure per chiarimenti.

Scusa, per capire, ma la tua loco (o le tue loco) avranno un decoder o funzioneranno in analogico?
Funzioneranno in automatico a velocità costante o modificheranno anche la loro velocità?
Grazie
Roberto

[adobel55]

Altri dispositivi utilizzati sono stati i relè, ne ho utilizzati due tipi, uno già predisposto in micromoduli compatibili con Arduino con tensione a 5V CC e uno con funzionamento a 12V CC che ho dovuto predisporre su millefori per renderli compatibili con Arduino attraverso l'utilizzo di un transistor BC141 per poter essere pilotato.
I relè a 5V utilizzati sono due:
1) Come interruttore di alimentazione del tronchino stazione o del tronchino Magazzino Merci
2) Come interruttore per il controllo del segnale di partenza del tronchino stazione
Il GND va collegato al GND di Arduino il pin segnale al pin digitale di Arduino il valore (1) eccita il relè il valore (0) rilascia il relè.

Rele2.jpg

I relè a 12V utilizzati sono due:
1) comandare deviatoio Magazzino Merci, cuore del deviatoio e segnali bassi
2) comandare deviatoio Stazione, cuore del deviatoio e segnali bassi
Il GND va collegato al GND di Arduino il pin segnale al pin digitale di Arduino il valore (1) eccita il relè il valore (0) rilascia il relè.

Reè3.jpg

[adobel55]

No Roberto, nessun decoder a bordo, il funzionamento è un treno per volta, il controllo della polarità è effettuato tramite la scheda L298N che dà corrente ai binari, Arduino ed il programma scritto per Arduino.
Come detto la scheda L298N può comandare due motori, volendo e sezionando i deviatoi nel lato comune, si potrebbero comandare due loco separatamente utilizzando la scheda suddetta con i comandi ad hoc per un motore (loco1) e l'altro motore (loco2), chiaramente su linee separate.
In automatico la velocità sarà comandata da Arduino, dal SW per Arduino, e la scheda L298N, quindi accelerazione e poi costante in partenza, costante e decelerazione in arrivo.
Spero di essermi riuscito a spiegare.
Ciao

[Senialas]

Si grazie, ti sei spiegato.
In pratica con Arduino controlli il motore dall'esterno. E' come avere un decoder con il controllo motore (in PWM) collegato alle rotaie, senza però avere anche il controllo delle funzioni (luci e quant'altro), che si potrebbero attivare se il decoder fosse installato sulle loco.
Forse un po' troppo semplice e ..... ripetitivo (in automatico)
Ciao

[adobel55]

Per dare un effetto speciale al diorama, ho acquistato su ebay un modulo che genera 4 suoni per le stazioni.
1) Campanella
2) Fischio capostazione
3) Avviso generico partenza treno
4) Avviso generico arrivo treno
Il modulo può essere alimentato da 9 a 12V sia in CC che in AC.
Il GND è in comune e con 4 pulsanti è possibile far scattare il comando che serve.
Chiaramente in manuale non poteva fare al mio caso, per renderlo automatico e compatibile con Arduino ho sviluppato una scheda con 4 transistor BC141 che sostituiscono gli interruttori e con i sensori ed il SW si possono far scattare gli avvisi che servono in modo automatico.
Molto simpatico.
Volendo si possono usare anche 4 relè al posto degli interruttori, ma ho preferito usare i transistor.
I collegamenti sono con alimentatore esterno 12V CC verso il modulo suoni, i 5 fili dei suoni, uno è il GND comune e va al GND della scheda autocostruita all'emettitore del transistor e verso Arduino, i 4 fili dei suoni vanno collegati al collettore del transistor, mentre i 4 fili delle basi dei transistor vanno collegati ad altrettanti pin di Arduino.

[adobel55]

Si grazie, ti sei spiegato.
In pratica con Arduino controlli il motore dall'esterno. E' come avere un decoder con il controllo motore (in PWM) collegato alle rotaie, senza però avere anche il controllo delle funzioni (luci e quant'altro), che si potrebbero attivare se il decoder fosse installato sulle loco.
Forse un po' troppo semplice e ..... ripetitivo (in automatico)
Ciao

Esatto

[adobel55]

Parliamo di alimentatori.
Ho utilizzato un vecchio alimentatore Rivarossi codice 4102 che ha due uscite, una in CC a 12V ed una in AC a 14V.
Con l'uscita a 12V CC alimento i binari attraverso la scheda L298N descritta in precedenza.
Con l'uscita a 14V AC attraverso una sceda autocostruita, trasformo in 12V CC ed alimento Arduino, il modulo suoni, i relè 12V, i segnali, le luci varie della stazione e cittadella e attraverso una scheda commerciale trasformo la 12V in 5V ed alimento i dispositivi a 5V relè e sensori.

[adobel55]

Se può servire allego il file word dello sketch del programma di gestione del diorama operativo PaP.
Purtroppo non ho potuto utilizzare i servocomandi per i deviatoi in quanto la libreria a disposizione di Arduino entra in conflitto con la scheda L298N per la parte dell'utilizzo del segnale PWM per il controllo della velocità del motore.
Se ci sono chiarimenti chiedete pure.
Un saluto a tutti.

[Edgardo_Rosatti]

Ciao Adolfo e complimenti per il tuo progetto.

Un chiarimento: hai parlato di conflitto con i servi per quanto riguarda le uscite PWM perché le usi già per la scheda L298N.
In realtà, tramite la libreria Servo.h puoi gestire 12 servi su Arduino Nano e 60 su Arduino Mega e non solo quelle PWM.

Device Control
Allows Arduino boards to control a variety of servo motors.
This library can control a great number of servos. It makes careful use of timers: the library can control 12 servos using only 1 timer. On the Arduino Due you can control up to 60 servos.

https://reference.arduino.cc/reference/ ... ies/servo/

[adobel55]

Ciao Ed, il problema non sono la quantità di porte, ma il fatto che includendo la libreria servo.h con la scheda L298N non si riesce più a gestire la velocità con il segnale PWM, provato su tutte le porte PWM previste da Arduino.
Togliendo la libreria dei servo funziona tutto con la scheda L298N.
In rete ho letto che Arduino con i PWM se gestisce i servo non gestisce altro.

[Edgardo_Rosatti]

Questa non la conoscevo.
Comunque nelle references dice che si, non è possibile usare le porte PWM solo sui pin 9 e 10. Mentre sul Mega gestisce tranquillamente 12 servi senza interferire con le funzionalità PWM. Ci sono comunque limitazioni e probabilmente dipende dall'uso dei timer interni.

[adobel55]

Si infatti Ed, proprio così.
Ciao

[adobel55]

Caro Ed, correggo quello che ho scritto sui Pin PWM, ho riprovato spostando la scheda L298N sui pin 2,3,4 dove il 3 è PWM ed il servo sul pin 9, funziona.
Quindi il pin 10 e 11 PWM, come detto nella documentazione non si possono usare, gli altri si.
Ero sicuro di aver fatto questa prova, evidentemente sbagliavo qualche collegamento.
Ciao

[wmax53]

Ciao Adolfo, ho letto tutta la spiegazione del tuo progetto. Molto chiara e dettagliata. Le domande di chiarimento, verranno sicuramente, nel momento in cui cercherò di mettere in pratica le tue istruzioni. Grazie

[cararci]

Caro Adolfo, vedo adesso questo progetto, ormai in fase avanzata, e lo apprezzo molto. Non capisco niente di tutta la parte elettronico-informatica e invidio le tue competenze, ma sono convinto che il risultato finale sarà eccellente. Buon lavoro!

[adobel55]

Grazie a tuTTi per la fiducia

[adobel55]

Ho elaborato un tracciato nuovo e spero che sia quello definitivo.
Con una variante al SW si possono gestire tre treni, due passeggeri, Aln 772 e Aln 668 ed un piccolo merci formato da tre carri F trainati da un Kof.

[cararci]

Mi pare molto funzionale per un bella operatività

[MrMassy86]

L'ultima versione rivista del progetto mi piace parecchio!
Massimiliano

[wmax53]

Bene Adolfo, questa versione mi piace molto.

[IpGio]

Interessante anche quesra soluzione.
Se normalizzi le testate ci facciamo una norma per i diorami in scala TT?

IpGio

[MrPatato76]

Se normalizzi le testate ci facciamo una norma per i diorami in scala TT?

IpGio

Cosa intendi per diorami?
E soprattutto perché normarli?
Esiste già uno standard GasTT per binario doppio o Fremo per binario singolo….

[IpGio]

Roberto lo standard del modulo in scala TT è una cosa, lo standard FREMO 1:120 un altra e per i diorami... beh magari ci facciamo una normativa a parte.
Comunque restiamo sul bel lavoro di Adolfo.

IpGio

[MrPatato76]

Ma cosa vorresti normare?
Si definisce uno standard, quando si deve uniformare qualcosa,tipo accoppiamenti,interfacce, funzionamenti.
Ma un diorama è un qualcosa di unico…che senso avrebbe normarli?