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Software Processing per il modulo Vecchia Brianza

Area di lavoro per portare all'attenzione degli appassionati, soluzioni pratiche che fanno uso della piattaforma Arduino e Processing.

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Edgardo_Rosatti
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Software Processing per il modulo Vecchia Brianza

#1 Messaggio da Edgardo_Rosatti »

Questa discussione fa riferimento al costruendo modulo "La vecchia Brianza" dell'impianto modulare del nostro gruppo ed è visibile in questa sezione del forum:
topic.asp?rand=194972&whichpage=13&TOPIC_ID=8517#170106
con le varie fasi realizzative della parte elettrica, scenica e meccanica.

Ho deciso di scorporare la discussione per descrivere meglio e con più serenità il lato software del modulo in oggetto, in quanto potrebbe essere utile per chi voglia fare sperimentazione con Arduino e Processing.

Riassumo brevemente il funzionamento del modulo "Vecchia" Brianza":

E' un modulo formato da 3 pannelli standard (norme GAS TT) di dimensione 100x55 cm cadauno, che riproduce una stazione con binario di precedenza promiscuo.
Tali pannelli sono definiti come segue (visti dal lato osservatore):
- Nuova Valassina (a sinistra con ponte ferroviario a sponde basse + deviatoi);
- stazione di Desio (nel centro con sottopasso sotto il FV);
- scalo Autobianchi (a destra con area semi-industriale + deviatoi).
I pannelli saranno dotati di 2 schede di blocco elettrico e una scheda di piena linea e alimentazioni di tipo analogico (produzione GAS TT).

La gestione delle precedenze, quindi di tutto il traffico ferroviario, verrà affidato ad un sistema Arduino gestito in tempo reale tramite Processing.
La scheda Arduino scelta per questo progetto è del tipo "Mega 2560" dotata di interfacce a sensori IR e relè.
Quindi un sistema open source di larga diffusione più che collaudato.

Di seguito qualche immagine che ho ripescato dall'archivio del forum:

Scalo Autobianchi:
Immagine

Nuova Valassina:
Immagine

Sottopasso FV (stazione di Desio):
Immagine

Schema e quadro sinottico:
Schema semplificato della stazione:
Immagine
In questo schema è possibile vedere in maniera molto semplificata quali siano le regole e le implicazioni elettriche da adottare per gestire un binario di precedenza promiscuo posto tra i 2 binari di corsa.
Tale binario dovrà essere banalizzato per consentire il transito di un treno proveniente da entrambi i sensi di marcia, quindi alimentatato con la corretta polarità in base agli itinerari scelti.

Il software e l'hardware:
Programma "Vecchia Brianza" 0.08 beta:
Immagine
63,63 KB
E' in fase di studio e progettazione un software che sarà in grado di gestire la stazione tramite pochi click di mouse.
L'hardware esiste già da un po' di tempo e i primi collaudi hanno avuto esito positivo.
Il software è già stato scritto in una versione di test molto limitata (simulatore) che è possibile provare sul GAS TT LAB cliccando qui:
http://gasttlab.altervista.org/brianza.php
Questo sistema verrà abbandonato per consentire lo sviluppo di una nuova versione che vedremo inseguito.
L'idea è quella di permettere a tutti i soci e non (visitatori) di poter usare il sistema modulo per interagire con l'impianto in modo semplice ed intuitivo.

Funzionamento del nuovo software:
Vecchia Brianza:
Immagine
61,87 KB
Il nuovo software viene visualizzato in una finsetra di 1200x650 pixel attualmente non ridimensionabile, ma che in futuro potrà essere visualizzata a schermo intero.

La finestra è suddivisa in 3 aree distinte:
- area superiore; logo, segnale di vita, titolo e orologio di sistema;
- area centrale; quadro sinottico interattivo;
- area inferiore; loggin dei dati e registrazione delgi stessi su file.

Tutte le funzioni del programma sono gestite in modo asincrono, cioè una funzione non interferisce sull'altra e questo ci permette di avere un pieno controllo di tutto quello che viene eseguito dal software.

Le funzioni di comando in uscita, cioè quello che il programma dice di fare al modulo sono; l'azionamento dei deviatoi, dei segnali e delle alimentazioni dei sezionamenti.
Le funzioni di controllo in entrata, cioè quello che il programma legge dal modulo sono; lo stato di posizione dei deviatoi (feedback) e le occupazioni dei circuiti di binario tramite i sensori IR.

Circuiti di binario:
In questo modulo di stazione è necessario sezionare più punti del tracciato binari per gestire il traffico dei treni.
Tali circuiti (CDB) sono numerati e di colore verde nel quadro sinottico.
Ogni CDB verrà alimentato da un relè che ne garantirà anche la protezione tramite un sezionamento aggiuntivo posto negli stazionamenti.

Segnali:
I segnali di questo tracciato sono 6 chiaramente visibili nel quadro sinottico.
In futuro, per impostare gli itinerari, tali segnali verranno resi "cliccabili" così da definire una origine ed un punto meta dell'itinerario.
Nota: Nella versione precedente del software di simulazione, venivano usati dei pulsanti poco intuitivi e che potevano generare confusione.

Deviatoi:
Il modulo dispone di 4 deviatoi di interscambio formati da una coppia di scambi per ogni deviatoio:
- D1A+D1B;
- D2A+D2B;
- D3A+D3B;
- D4A+D4B.
Ogni deviatoio fornisce al sistema un segnale di controllo (feedback) per consentire al sistema di conoscerne la posizione.

Simulazione del nuovo software:
Se in stazione non vi è nessun treno che staziona o in transito avremo tutti i CDB in colore blu:
Stazione "libera":
Immagine
63,63 KB
Arriva un treno sul binario dispari (CDB1); si ferma e occupa la prima sezione (il segnale è rosso).
Attesa treno:
Immagine
61,87 KB
Ora voglio che il treno si porti nei pressi di S5, cioè sul CDB8.
Notare che i deviatoi D1A,D1B e D3B sono in corretto tracciato.

Clicco su S1 e poi su S5 e parte la costituzione dell'itinerario:
Costituzione itinerario S1 - S5:
Immagine
53,46 KB
Viene effettuato un cotrollo sullo stato delle occupazioni e se nulla osta i deviatoi D1A, D1B e D3A (D3B di conseguenza) vengono azionati come in figura.
Se il controllo da esito positivo si genera un bolccamento, cioè tutti i dispositivi hanno ricevuto il nulla osta per essere azionati e l'itinerario viene finalmente costituito.

Quello che dovrebbe apparire al Dirigente Locale è questo:
Via libera:
Immagine
61,8 KB
I deviatoi sono stati impostati in modo corretto e il percorso è garantito. S1 va al verde ed il treno parte per portarsi nei pressi di S5.

Man mano che il treno viaggia occupa i CDB in rosso e libera le sezioni alla sua coda che diventano disponibili per la costituzione di nuovi itinerari (in blu):

Tra CDB1 e CDB 7:
Immagine
61,88 KB

Il treno libera in coda CDB1 che ritorna di colore blu con S1 al rosso, ma occupa il CDB 8:
Tra CDB7 e CDB8:
Immagine
61,82 KB
Il treno è quasi arrivato al punto meta (S5).

Punto meta S5:
Immagine
61,95 KB
Ora il treno ha liberato anche CDB7 e occupa solo CDB8 sul binario di precedenza promiscuo e si ferma di fronte S5.
Tutti i CDB in coda sono stati liberati e ora sono disponibili per la costituzione di altri itinerari.

Nonostante la complessità di tutto questo, che come avrete intuito non è facile da risolvere, l'idea è quella di avere un sistema che possa in qualche modo coinvolgere tutti noi in qualcosa che vada oltre alla semplice parata dei treni, e che coinvolga anche il pubblico che visita gli expo e le fiere.
Provarci è il minimo che si possa fare, anche se poi fallire è un gioco da ragazzi :wink:

Edgardo


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#2 Messaggio da Andrea »

Complimenti Ed, sai che dal punto di vista tecnico ci capisco poco, ma mi piace l'idea dell'interattività che citi a fine messaggio.
Ci sarà da divertirsi, su questo ne siamo certi. :grin:
Andrea - “I fermodellisti sono tanti e legati da un'amicizia sincera, che esplode in una cordialità ormai rara nel mondo rumoroso ed incerto di oggi”. La valle incantata

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#3 Messaggio da sal727 »

Con i dovuti complimenti :cool: , sono affascinato da questo sistema di controllo, è un idea che già sto maturando da tempo, il controllo con arduino via processing, seguiro con interesse la lezione :wink:
Ciao, Salvatore

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Docdelburg
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#4 Messaggio da Docdelburg »

Bravo Ed e complimenti per la chiara esposizione.
Seguo da un pò i tuoi discorsi su Arduino e aspetto che arrivi a compimento la gestione dei motori passo passo.
Di nuovo complimenti!. :grin:

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#5 Messaggio da MrMassy86 »

Complimenti Ed, io come Andrea ci capisco poco dal punto di vista tecnico, va vale quello da lui espresso, sono sicuro che ne vedremo delle belle :grin: Massimiliano :cool:
Massimiliano Paolinelli - il mio canale YouTubeViaggio in quel di Verni -Il Ponte dei Pescatori - C.L.A.F. Lucca

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#6 Messaggio da Riccardo »

Bravo Edgardo, è molto affascinante l'argomento.
Credo proprio che ci stupirai
:cool: :cool:
Riccardo

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gavinca
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#7 Messaggio da gavinca »

Mooolto interessante, resto sintonizzato :wink:

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Digtrain
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#8 Messaggio da Digtrain »

Sempre molto interessante!!! :wink:

Ciao Walter :geek:
Walter - Club Modellismo Pavese - Steamtown National Historic Site - Het Spoorwegmuseum Utrech - Loxx Berlino - "Il mio fisico è stato scolpito e modellato nelle migliori trattorie della Lomellina"

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SteaMarco
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#9 Messaggio da SteaMarco »

Complimenti!

Quà la cosa è pesa pure il processing! Io mi son defilato... Mi limito a un pò di C ma quello dell'ide di Arduino, devo pur darmi dei limiti! :geek:

Marco
Marco - Non è il mezzo che fà la differenza ma l'uomo

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Edgardo_Rosatti
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#10 Messaggio da Edgardo_Rosatti »

Marco, se hai provato l'IDE di Arduino allora non avrai nessuna difficoltà con processing, in quanto si basa proprio su di esso.
L'unica differenza è che processing è orientato alla grafica ma con una struttura del tutto simile a quella di Arduino:

void setup(); come per Arduino
...
void draw(); anzichè void loop();
...

Anche lo stile dell'ambiente processing è simile se non identico.

Per provarlo basta scaricare il pacchetto da:
https://processing.org/ alla sezione download:
https://processing.org/download/

Qui è possibile fare una donazione e/o scaricare direttamante il pacchetto per Win/OSX/Linux 32 o 64 bit.

Download Processing:
Immagine

L'ultima versione è la 3.0.1 e una volta scompattato l'archivio basterà aprilro e cliccare sull'icona evidenziata per avviare Processing:
Cartella Processing:
Immagine
109,91 KB

Come per Arduino, Processing contiene numerosi esempi richiamabili tramite il menù "File/Examples". Provate "Demos/Graphics/RotatingArcs" :wink: Per avviare il programma cliccare sul tasto "Play".

Nota: la prima volta che si avvia Processing, esso crea una cartella in Documenti chiamata Processing dove verranno salvati tutti i lavori che verranno scritti.

Aggiornamento "Vecchia Brianza":

Versione 0.010 beta:
Immagine
57,63 KB

- Disegnati tutti i circuiti di binario ed i deviatoi in modo corretto;
- Aggiunti i triangoli per le partenze in non corretto tracciato sui segnali S5 ed S6 (binario banalizzato);
- Aggiunti i punti meta per la piena linea (triangoli azzurri) dopo i binari pari e dispari;
- Inclusa lettura della posizione del puntatore del mouse sui segnali e punti meta con evidenziazione degli stessi con bordo bianco. Tale funzione servirà per la costituzione degli itinerari;
- Modificata animazione del segnale di vita (ora è più chiara);
- Modificati colori della finestra di log.

Chi volesse provare il programma può scaricarlo cliccando qui sotto:
Vecchia_Brianza.zip (51,48 KB)
Se volete darmi qualche suggerimento sarei ben felice di seguirlo :smile:

Richiesta per Rolando: ho fatto un paio di prove con i logo del GAS TT (in alto a sinistra della finestra) e ne ho inclusi 2; uno classico e uno preso dal lab. A me piace più il secondo, ma ridimensionato con i comandi di processing lo sfondo stona un po'.
Se riesci a disegnare un logo GAS TT Lab in modo che si possa adattare alla grafica sarebbe ottimo [:I]

Il prossimo step sarà quello di dotare il programma di una logica che ci consenta di impostare gli itinerari, di registrare i comandi impartiti su log e di visualizzare graficamente lo stato degli enti (circuiti di binario, deviatoi e segnali).

Nota sull'hardware:
Schede a relè, sensori e dispositivi vari andranno collocati sottoplancia in punti strategici e ora che i lavori iniziano ad entrare in una fase operativa inizio a rendermi conto che lo spazio sotto i moduli non è illimitato e prima di installarli andrà studiata una adeguata strategia per ottimizzare al massimo lo spazio a disposizione.

Sembra banale, ma non vorrei posizionare una scheda sotto al punto in cui escono i fili di un particolare dispositivo e ritrovarmi impossibilitato nell'effettuare i cablaggi.

Stay tuned..

Edgardo
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#11 Messaggio da liftman »

Edgardo_Rosatti ha scritto:

Richiesta per Rolando: ho fatto un paio di prove con i logo del GAS TT (in alto a sinistra della finestra) e ne ho inclusi 2; uno classico e uno preso dal lab. A me piace più il secondo, ma ridimensionato con i comandi di processing lo sfondo stona un po'.
Se riesci a disegnare un logo GAS TT Lab in modo che si possa adattare alla grafica sarebbe ottimo [:I]


che dimensioni dovrebbe avere? Così magari provo a farlo nella dimensione esatta in maniera da non doverlo ridimensionare.

<div align="center" id="quote2"><table class="quote"><tr><td class="quotetd"></td></tr><tr><td class="quotetd2"><span class="quotetext">

Sembra banale, ma non vorrei posizionare una scheda sotto al punto in cui escono i fili di un particolare dispositivo e ritrovarmi impossibilitato nell'effettuare i cablaggi.

[/quote]

lo spazio sotto non è illimitato, ma hai un' ampia zona di azione se monti le schede in verticale usando delle staffette ad "L". Da sotto il modulo avresti spazio fino al pavimento :wink:

Un'altra soluzione è di montare le schede a "sandwich" distanziate da semplici torrette, e per quanto possibile, usare connettori per collegare i cablaggi alle medesime.
Ciao! Rolando

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#12 Messaggio da Edgardo_Rosatti »

Dai calcoli fatti il logo è di 92x41 pixel più pixel meno, comunque nell'immagine del precedente post è chiaramente visibile e ha un buon limite di tolleranza sui bordi.
Considera che la fascia bianca in alto ha un'altezza di 60 pixel.

Edgardo
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#13 Messaggio da liftman »

92x41 è veramente un francobollo[:o)] la "trama" di sfondo praticamente diventa un ammasso di pixel.. vedo se riesco a tirar fuori qualcosa di decente[8]
Ciao! Rolando

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#14 Messaggio da schunt »

Mi permetto qualche suggerimento:

I segnali di protezione S1 e S4 secondo la mia pratica dovrebbero essere a doppia vela, poiche' quando un convoglio entra nel binario di precedenza, i segnali si dovrebbero disporre a Rosso, Giallo;

I segnali S5 e 6 giustamente hanno la tabella di limite velocita'

Il resto tutto OK
Enzo

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#15 Messaggio da SteaMarco »

Ho letto tutto Edgardo,

scusami se non ti ho detto nulla prima sono un pò preso... troppi input ultimamente!
Comunque ci penso su e vediamo se ho poi del tempo per studuare anche processing. :geek:

Marco.
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#16 Messaggio da Edgardo_Rosatti »

liftman ha scritto:

92x41 è veramente un francobollo[:o)] la "trama" di sfondo praticamente diventa un ammasso di pixel.. vedo se riesco a tirar fuori qualcosa di decente[8]


Lo so Rolando, è praticamente un'icona. Lo sfondo lascialo perdere, a me interessa più il logo GAS TT con la scritta LAB e l'atomo, nulla più [:I]
Nel frattempo ti ringrazio per lo sbattimento :smile: :smile:
A proposito, ho provato a vedere come montare le schede in verticale, ma la maggior parte di esse hanno un'altezza di 10 cm. ed è molto difficoltoso montarle così. L'unica scheda che può essere montata in veriticale è quella di piena linea; qui una foto delle schede che andranno montate in principio, poi ne seguiranno altre.
Schede:
Immagine
145,86 KB
Praticamente lo spazio sottoplancia dei moduli è di 10,4 mm e con i cavi non si riuscirebbe a fissare le schede in verticale, tranne appunto per la scheda di piena linea.
Ma vedrai che riuscirò a farcele stare tutte..

Edgardo
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#17 Messaggio da sal727 »

Ed hai mai pensato l'utilizzo di un piccolo mobiletto rack
Ciao, Salvatore

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#18 Messaggio da Edgardo_Rosatti »

schunt ha scritto:

Mi permetto qualche suggerimento:

I segnali di protezione S1 e S4 secondo la mia pratica dovrebbero essere a doppia vela, poiche' quando un convoglio entra nel binario di precedenza, i segnali si dovrebbero disporre a Rosso, Giallo;

I segnali S5 e 6 giustamente hanno la tabella di limite velocita'

Il resto tutto OK


Ti ringrazio per il suggerimento Enzo, sempre puntuale :smile:
In questo modulo utilizzerò dei segnali realizzati dal buon Nino Rizzo che ha fatto un lavoro non indifferente per la produzione di segnali in scala TT. Questo lo dico perchè le nostre risorse dipendono dalla volontà dei singoli modellisti di potere/volere realizzare segnali ed accessori sempre più fedeli alla realtà.

Allego una foto dei prototipi di segnali che verranno usati nel modulo; foto scattata in occasione della mostra di Bereguardo 2015:

Segnali di produzione Nino Rizzo in rigorosa scala TT:
Immagine
79,92 KB
Come puoi notare, i segnali hanno anche la lettera "P" di permissività operante illuminabile.. e che verrà implementata.

Nota: il treno sullo sfondo con carro portacontainer, sogliola e segnale sono kit in ottone di Lineamodel in scala 0 realizzati da me, ovviamente funzonanti.

Ci vorrà del tempo, in quanto tutto questo verrà gestito dal software che sto scrivendo e da ua buona dose di schede varie e pazienza.

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#19 Messaggio da Edgardo_Rosatti »

SteaMarco ha scritto:

Ho letto tutto Edgardo,

scusami se non ti ho detto nulla prima sono un pò preso... troppi input ultimamente!
Comunque ci penso su e vediamo se ho poi del tempo per studuare anche processing. :geek:

Marco.


L'importante è iniziare Marco, vai tanquillo che se inizi poi qualcosa di buono verrà fuori :grin:

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#20 Messaggio da Edgardo_Rosatti »

sal727 ha scritto:

Ed hai mai pensato l'utilizzo di un piccolo mobiletto rack


Grazie per il suggerimento Salvatore, ma è un'opzione che non mi convince.
Il modulo è già grande di suo e inserire un rack esterno comporterebbe un uletriore problema per il trasporto, per non parlare dei cavi che andrebbero inseriti tra modulo e rack + connettori.
Preferisco cercare una soluzione "total sottoplancia" ed ottimizzare il più possibile lo spazio a disposizione.

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#21 Messaggio da sal727 »

Non voglio insistere ma un mobiletto a grandezza delle scheda, di appena 10 cm, potrebbe essere messo a lato del modulo inserito verso l'interno e molto comodo per sostituire una eventuale scheda difettosa
Ciao, Salvatore

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#22 Messaggio da Edgardo_Rosatti »

sal727 ha scritto:

Non voglio insistere ma un mobiletto a grandezza delle scheda, di appena 10 cm, potrebbe essere messo a lato del modulo inserito verso l'interno e molto comodo per sostituire una eventuale scheda difettosa


Le schede sono si alte 10 cm, ma devi prevedere anche i cablaggi che sono tutt'intorno alle schede tramite morsetti AK500, quelli con passo da 5 mm per intenderci. Quindi andiamo otre i 10 cm.
Un mobiletto esterno sarebbe comunque una cosa in più da collegare al modulo e con le eperienze avute fino ad ora per portare i moduli alle fiere è tutto peso e materiale in più.
Ripeto, la soluzione va trovata integrando il tutto all'interno del modulo.
Sarebbe bello avere un camion per trasportare il materiale, ma attualmente non lo abbiamo.

Ciao neh!
Edgardo
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#23 Messaggio da SteaMarco »

L'ultimo messaggio e poi mi eclisso ache stasera...

Io la butto li visto che siete una bella associazione e avete forse la "potenzialità $$$" di farlo ci sono dei giovani laureati che potrebbero fare un lavoro per voi e una volta realizzata la scheda poi semmai la potete anche proporre nello shop.

Per dire un nome che sia chiaro non è ne mio amico ne parente e nemmeno ci guadagno nulla è Mauro Alfieri (tra l'altro per chi non lo sà il suo sito è pieno di esempi per arduino)... Che magari con 3 componenti si fà per dire riduce tutto ai
minimi termini... Non mi viene in mente il cognome ma un certo Ivan che con 60 euro mi poteva dare lo shetck per un progetto che avevo e tutte le istruzioni per il montaggio.
Per me nel mio caso se non ci arrivavo con il mio poco tempo libero a disposizione ci avevo guadagnato di sicuro ma poi il mio fattore "C" l'ho risolto da me.

Marco
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#24 Messaggio da liftman »

Edgardo_Rosatti ha scritto:
sal727 ha scritto:

Ed hai mai pensato l'utilizzo di un piccolo mobiletto rack


Grazie per il suggerimento Salvatore, ma è un'opzione che non mi convince.
Il modulo è già grande di suo e inserire un rack esterno comporterebbe un uletriore problema per il trasporto, per non parlare dei cavi che andrebbero inseriti tra modulo e rack + connettori.
Preferisco cercare una soluzione "total sottoplancia" ed ottimizzare il più possibile lo spazio a disposizione.

Edgardo


l'ideale sarebbe mettere le schede a sandwich così:

Immagine

usando questi:

Immagine

ma bisognerebbe che se non le dimensioni, almeno che le schede avessero una foratura "standard" per poter trovare dei fori in comune tra più schede.
Eventualmente puoi prendere 2 listelli di legno con delle fresature distanziate in modo da inserire i c.s come fosse un rack, ma molto... autarchico. (credo di esser stato sufficientemente chiaro, in caso ti faccio uno schizzo...)

Magari sovrapponi le schede senza componenti, e dove c'è uno spazio senza niente comune a tutte le schede, dai 2 botte di trapano, e ci infili una barra filettata. [:o)]
Ciao! Rolando

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#25 Messaggio da schunt »

Sto sperimentando l'adattamento di un vecchio cellulare come monitor di controllo per una stazione nascosta, trasferendo la videocamera dal cellulare all'esterno attraverso l'apposito cablaggio, ed alimentando stabilmente il cellulare, con il suo alimentatore.

Attualmente tutto avviene a titolo sperimentale per cui i successivi risultati le postero'
Enzo

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