MODULO "la vecchia Brianza" (stazione secondaria)

[Edgardo_Rosatti]

Ciao,
apro questo nuovo th per parlare di stazioni e in particolare di stazioni secondarie.
L'idea non è nuova, da qualche parte nel forum c'è già una discussione che tratta questa idea.

Il tracciato è abbastanza pulito e lineare al punto da assomigliare quasi ad un pannello di piena linea ed è formato da tre pannelli per una lunghezza totale di 2,5 metri: 84+82+84 cm e permetterebbe lo stazionamento di treni con una lunghezza che varia dai 75-80 cm a 110-120 cm.
Ci tengo a precisare che questa stazione non sotituisce l'idea originale di stazione del modulare; consideriamola solo come una palestra.

La particolarità del tracciato è quella di poter essere usato come semplice blocco elettrico o come stazione per regolare le precedenze, in quanto ha un binario centrale che può essere sfruttato per la sosta di treni merci o treni locali/regionali.

Dal punto di vista elettrico Arduino sarà punto di riferimento per la gestione dei sezionamenti (occupazioni), deviatoi e segnali, in quanto ho già realizzato una applicazione di simulazione per questo progetto. Ora non so ancora cosa ne verrà fuori, ma sono sicuro che con tutti gli esperti di elettronica i suggerimenti di competenza non mancheranno.

Probabilmente, anzi sicuramente, il modulo non potrà essere realizzato per il prossimo Expo di Novegro. Non so nemmeno se riuscirò a completare il mio modulo per tempo, figuriamoci questo.
Tuttavia credo che sia una buona base di partenza per ragionare sul modulo stazione vero e proprio o principale che prima o poi andrà fatto.

Per ora parlarne non costa nulla, quindi allego uno snapshot grafico e il file scarm del progetto:

Stazione secondaria impresenziata:

684,88 KB

File Scarm zippato:
GAS_TT_modulo-stazione-prec-prom.zip (4,59 KB)

[Docdelburg]

Mi incuriosiscono le motivazioni di una simile scelta.
Mi spiego: una stazione secondaria ci sta benissimo (specie se viene dopo qualche altro modulo con curve ).
In questo senso io avrei pensato per primo ad una classica stazione con quattro binari per permettere appunto sorpassi in un gioco di precedenze e senza nessun problema elettrico salvo un banale sezionamento.

Immagine:

108,48 KB

Il terzo binario centrale invece qualche complicazione la crea, a meno che sia proprio la gestione elettrica la sfida e lo stimolo principali.

[Edgardo_Rosatti]

E' presto detto Mauro, il tracciato in oggetto è un classico delle ferrovie metropolitane e non, anche se qui in effetti non si tratta di metro. Diciamo che mi piace proprio questo schema particolare con i tronchini di sicurezza, anche perchè è un tracciato sul quale ci transito tutti i giorni posto tra le stazioni di Rovereto e Pasteur.

Considerazioni personali a parte, è vero ciò che dici in merito alla gestione elettrica, in quanto il binario di precedenza, se non opportunamente isolato manda in corto l'intero impianto.

Per risolvere questo problema, basta realizzare dei sezionamenti in diversi punti del tracciato su entrambe le rotaie tipo i circuiti di binario reali e alimentarli di volta in volta con la polarizzazione corretta.

E' vero, è anche una sfida gestire un sistema a CDB e a tale scopo volevo proprio utilizzare Arduino e un PC che permette di eliminare gran parte della circuteria di comando.
Tempo fa ho realizzato questo programma in grado di gestire le alimentazioni dei CDB, il comando dei deviatoi e dei segnali in modo sicuro e senza conflitti.

Primo esempio:

74,87 KB

In questa immagine è possibile vedere la finestra del programma che mostra la stazione vuota con tutti gli elementi che la caratterizzano e nella parte bassa la plancia di comando virtuale.
I circuiti di binario sono in blu numerati in verde e sono 9; tra un CDB e l'altro ci sono i sezionamenti rappresentati dalle interruzioni grafiche tra un CDB e l'altro.
In questa condizione tutti i binari sono disalimentati e con i segnali al rosso.

Secondo esempio:

75,38 KB

Qui invece abbiamo una condizione di massimo traffico con tre treni.
I CDB alimentati sono rappresentati in bianco con delle freccette che indicano la direzione dei convogli.
In basso si notano i pulsanti virtuali utilizzati per costituire 3 itinerari che sono:
-Terzo C, itinerario di partenza dal binario 3;
-A B, itinerario di transito sul binario 1, un treno che transita senza
fermarsi;
-D Secondo, itinerario di arrivo sul binario 2.

Notare che con gli itinerari qui costituiti i sezionamenti sono sempre attivi e i CDB vengono alimentati con la polarità corretta in base al comando impartito.
Se per caso si tenta di costituire un itinerario di arrivo tipo D Terzo, il programma lo impedirebbe in quando andrebbe in conflitto con l'itinerario di partenza Terzo C che è già stato costituito.

Tutto questo poi dovrà essere integrato con un sistema che rilevi le occupazioni dei CDB, in quanto l'impianto deve sapere se un treno è presente o meno. In questo caso i CDB saranno colorati in rosso.

Francamente non so se sto facendo il cosidetto passo più lungo della gamba, ma la cosa mi affascina molto e ci voglio provare usando Arduino Mega che è in grado di comandare ben 54 uscite o entrate digitali tramite un semplice cavo USB.

[Fabrizio]

Ciao Edgardo, bella idea ed ecco che cominciano a comparire nuovi moduli

[Docdelburg]

Come immaginavo, la molla principale è la gestione elettrica della stazione! Bene Edgardo, buon lavoro, ti seguirò con interesse!

[Edgardo_Rosatti]

Ciao Fabrizio
per ora è solo un'idea che sto coltivando da tempo.
A proposito, ho visto che la riviera procede bene. Quando arriverà il momento "nefasto" dei cablaggi dimmelo che ti aggiorno
sullo schema del blocco, in quanto ha subito diverse modifiche.

[Edgardo_Rosatti]

Come immaginavo, la molla principale è la gestione elettrica della stazione! Bene Edgardo, buon lavoro, ti seguirò con interesse!

Tnx Mauro, non sarà semplice.
Parlarne è anche una "palestra" per la futura stazione principale.

[Fabrizio]

L'idea però mi piace. Per quel che riguarda il mio modulo, a parte i reed invertiti, i sezionamenti (posizione delle scarpette isolanti) è rimasta uguale? Perché io le scarpette isolanti le ho fissate e ho seguito questo schema

Immagine:

76,97 KB

Per quel che riguarda il cablaggio, spero che potremmo parlarne di persona prima di Agosto, quando Andrea organizzerà l'incontro a Borgo Priolo. Magari se fate un incontro tipo quello di Dicembre, porto il mio modulo nudo (perché l'ambiente lo realizzo su un falso piano che sarà attaccato al piano vero solo alla fine) così vediamo se si accoppia e i treni passando bene. Se la prova è ok allora mi dovrai poi fornire la scheda che serve, i connettori e gli schemi per il cablaggio La scheda è meglio che me la preparerai tu, così fai tutto come si deve

Voglio attendere fino a quel momento perché se il modulo non accoppia bene, sarà da vedere come fare per risolvere l'eventuale problema.

[Edgardo_Rosatti]

L'idea però mi piace. Per quel che riguarda il mio modulo, a parte i reed invertiti, i sezionamenti (posizione delle scarpette isolanti) è rimasta uguale? Perché io le scarpette isolanti le ho fissate e ho seguito questo schema

Immagine:

76,97 KB

Si, i sezionamenti non sono stati modificati e vanno bene, i reed però devono essere in questa posizione rispetto alla pic che hai postato:
Sezionamenti e reed blocco:

97,2 KB
Cioè dopo il sezionamento, in qualsiasi caso, anche se li hai all'interno del sezionamento l'importante è che quando la loco si ferma non attivi il reed.
Il reed va attivato sempre dopo la ripartenza del treno per segnalare al blocco precedente che lo stazionamento è libero.
Questo non dovrebbe essere un problema, in quanto i magneti di attivazione sono posizionati sull'ultimo carro per evitare che se il treno malauguratamente si dovesse "spezzare" il blocco rimane attivo.
Quindi non è critico.

<div align="center" id="quote2"><table class="quote"><tr><td class="quotetd"></td></tr><tr><td class="quotetd2"><span class="quotetext">
Per quel che riguarda il cablaggio, spero che potremmo parlarne di persona prima di Agosto, quando Andrea organizzerà l'incontro a Borgo Priolo. Magari se fate un incontro tipo quello di Dicembre, porto il mio modulo nudo (perché l'ambiente lo realizzo su un falso piano che sarà attaccato al piano vero solo alla fine) così vediamo se si accoppia e i treni passando bene. Se la prova è ok allora mi dovrai poi fornire la scheda che serve, i connettori e gli schemi per il cablaggio La scheda è meglio che me la preparerai tu, così fai tutto come si deve

Voglio attendere fino a quel momento perché se il modulo non accoppia bene, sarà da vedere come fare per risolvere l'eventuale problema.
[/quote]

Per la scheda non ci sono problemi, vai tranquillo
Te la fornirò completa di cavo db15 e magneti, collaudata e funzionante con le istruzioni. Poi se ci incontriamo tanto meglio, avremo modo di fare anche qualche collaudo meccanico.

Ciao neh!

[gavinca]

Francamente non so se sto facendo il cosidetto passo più lungo della gamba, ma la cosa mi affascina molto e ci voglio provare usando Arduino Mega che è in grado di comandare ben 54 uscite o entrate digitali tramite un semplice cavo USB.

... questa è l'unica frase che ho capito di tutta la tua spiegazione, mi sempra una sfida impegnativa che seguirò con viva e vibrante ... con interesse
Certo quello che pensi di realizzare con Arduino mi stuzzica ma come fai a usare le uscite digitali per comandare sezionamenti, segnali, deviatoi, ecc ?
Userai dei relè ?

[Edgardo_Rosatti]

Esatto Carlo, alla fine ci saranno dei relè gestiti dalle uscite di Arduino.

Il principio è relativamente semplice.
Arduino Mega ha 54 uscite digitali in grado di avere due condizioni; OFF e ON.
Quando una uscita è su OFF non esce nessuna tensione, quando è su ON escono 5 Volt in corrente continua.
Il comando delle uscite viene impartito da un programma scritto con un sofware chiamato "ambiente di sviluppo" o IDE
che può risiedere in Arduino stesso o nel PC. Questo dipende da cosa volgiamo fare con Arduino.
Diciamo che l'IDE serve per dire ad Arduino quello che vogliamo che faccia.
Questa è la parte del software.

Per interfacciare le uscite con un relè, un led o un deviatoio è necessario realizzare un circuito esterno che leggendo i 5 Volt dell'uscita piloti il dispositivo che vogliamo azionare.
Per es. se vogliamo comandare un relè dobbiamo collegare all'uscita un transistor, un paio di resitenze e un diodo, cioè
dobbiamo realizzare un'interfaccia in grado di leggere l'uscita di Arduino che sia in grado di azionare il relè.
Per accendere e spegnere un led l'interfaccia non serve, in quanto il led assorbe poca corrente e basta la solita
resistenza di limitazione. Questo perchè tutte le uscite di Arduino erogano al massimo 50-60 milli Ampere, buona per i led, poca per i relè.

Nel modulo stazione secondaria ci sono 8 scambi configurati in 4 deviatoi di interscambio: 1 A/B, 2 A/B, 3 A,B e 4 A/B.
Cioè il deviatoio 1 A/B è formato da 2 scambi che si muoveranno sincronizzati. Così via per gli altri 3 deviatoi.
Quindi bastano 4 uscite di Arduino per gestire l'intero movimento della stazione.

In realtà quello che mi prefiggo di realizzare non è solo questo, altrimenti basterebbero dei semplici interruttori.
La mia idea è quella di sfruttare tutte le potenzialità di Arduino per avere il controllo diretto dei deviatoi (ritorni di posizione compresi), la polarizzazione di aghi e cuori degli stessi, la gestione dei segnali e cosa molto importante, l'effettivo stato di occupazione di tutti i sezionamenti (CDB). In definitiva un vero e proprio banco ACEI.

Il programma che ho scritto, per ora simula l'azionamento dei deviatoi e dei segnali costituendo gli itinerari, diciamo che è solo un test di prova e non serve Arduino per farlo funzionare.
Tutti possono usarlo, è un'applicazione in JAVA scritta con Processing.
Per ora non posto link o amenità varie, ma se a qualcuno interessa basta che lo dica e facciamo un tutorial al volo qui sul forum.

Ciao e susate per la lungaggine del post

[gavinca]

Grazie per la lungaggine del post
Ora ho un po' più chiaro quello che vorresti fare.
La parte di programmazione di Arduino mi è più facile da comprendere perchè programmo un po' anche per lavoro,
invece per l'interfaccia con il resto del modo (sia input che output) riesco solo ad "intuire" quello che dovrai realizzare.

Ora mi scarico la Ide e provo a pasticciare un po' ...

Salut

[Edgardo_Rosatti]

Ok Carlo, visto che hai esperienze di programmazione volevo aggiungere un paio di particolari su Processing e l'IDE
di Arduino.
Processing è nato prima dell'IDE e non contiene i comandi per comunicare con Arduino. Per fare questo deve essere installata una libreria apposita, quindi se non hai una scheda Arduino per ora non ti serve. Puoi però provare il simulatore che ho presentato nella discussione e divertirti con l'ambiente di sviluppo. Processing contiene diversi demo e il manuale dei comandi "reference" direttamente all'interno del pacchetto.
L'IDE invece è "figlio" di Processing, nel senso che basato sul suo sorgente ma con comandi più specifici per Arduino. Anche qui, se non hai una scheda Arduino non serve scaricarlo.

Di seguito la cartella con i sorgenti e l'eseguibile per Processing:
Simulatore:
[img]immagini/fileicons/winzip.gif[/img] 201292421949_ACEI_virtuale.zip
Qualsiasi consiglio è ben accetto [:I]

Ciao

[gavinca]

Ciao Edgardo,
ho studiato un po' Processing e ammetto che mi sto appassionando
Questo è quello che ho fatto: i segnali sono diventati interattivi, cioè se clicchi col mouse diventano verdi oppure ritornano gialli/rossi.

semaforo.zip (61,53 KB)

[Edgardo_Rosatti]

Ciao Carlo,
ho provato il tuo programma e funziona benissimo. Mi fa piacere che Processing ti appassioni e devo dire che si nota
anche molta professionalità leggendo il sorgente. Nel senso che si vede che sai come sfruttare al meglio i comandi.
Io ho esperienze abbastanza vetuste in merito alla programmazione e ho imparato qualcosa grazie al Basic dello ZX Spectrum e all'OPL dello Psion Serie 3. In termini informatici è pura archeologia.

Rimanendo in topic, credo che dovremmo perlomento tentare di lavorarci su perchè sono convinto di poter sfruttare questa tecnologia in ambito fermodellistico. Male che vada, almeno ci abbiamo provato

Ciao

[gavinca]

Ciao Carlo,
ho provato il tuo programma e funziona benissimo. Mi fa piacere che Processing ti appassioni e devo dire che si nota
anche molta professionalità leggendo il sorgente. Nel senso che si vede che sai come sfruttare al meglio i comandi.
Io ho esperienze abbastanza vetuste in merito alla programmazione e ho imparato qualcosa grazie al Basic dello ZX Spectrum e all'OPL dello Psion Serie 3. In termini informatici è pura archeologia.

Rimanendo in topic, credo che dovremmo perlomento tentare di lavorarci su perchè sono convinto di poter sfruttare questa tecnologia in ambito fermodellistico. Male che vada, almeno ci abbiamo provato

Ciao

A me piace l'archeologia !! In alcuni casi uso ancora l'assembler.
Ho voluto provare con la programmazione ad oggetti proprio perchè ho poca esperienza in tal senso.
Invece per il progetto penso anch'io che le potenzialità ci siano, continuo a studiare !!

[liftman]

Ciao Carlo,
ho imparato qualcosa grazie al Basic dello ZX Spectrum e all'OPL dello Psion Serie 3. In termini informatici è pura archeologia.

Io i miei primi passi li ho fatti su di uno ZX81... , ad ogni modo, i concetti alla base della programmazione sono altrettanto validi, sia che si tratti del basic della Sinclair (che lentezza a parte aveva più o meno tutto quello che serve...) o del microcodice all'interno di un coprocessore matematico. Se studi informatica, se non è cambiato qualcosa negli ultimi anni, i primi programmi (su carta eh, mica scherziamo che si usi il pc[:o)]) te li fanno fare in pascal, che se vogliamo è un pelo più veccio (ma giusto un pelo ) del basic.

[gavinca]

Ok Carlo, visto che hai esperienze di programmazione volevo aggiungere un paio di particolari su Processing e l'IDE
di Arduino.
Processing è nato prima dell'IDE e non contiene i comandi per comunicare con Arduino. Per fare questo deve essere installata una libreria apposita, quindi se non hai una scheda Arduino per ora non ti serve. Puoi però provare il simulatore che ho presentato nella discussione e divertirti con l'ambiente di sviluppo. Processing contiene diversi demo e il manuale dei comandi "reference" direttamente all'interno del pacchetto.
L'IDE invece è "figlio" di Processing, nel senso che basato sul suo sorgente ma con comandi più specifici per Arduino. Anche qui, se non hai una scheda Arduino non serve scaricarlo.

Di seguito la cartella con i sorgenti e l'eseguibile per Processing:
Simulatore:
[img]immagini/fileicons/winzip.gif[/img] 201292421949_ACEI_virtuale.zip
Qualsiasi consiglio è ben accetto [:I]

Ciao

Ciao Edgardo,
rileggendo tutto con le idee un po' più chiare ho capito che il simulatore l'hai già fatto ed è funzionante mentre questo che hai postato è un po' statico, praticamente disegni il tracciato della stazione ...
Puoi condividere anche quello "full optional" ?

[gavinca]

Scusa Edgardo l'ho trovato !!
L'avevi già allegato all'altra discussione "modulo stazione".
Per puro caso stavo cercando con google le immagini di banco acei e mi sono ritrovato in quella discussione ...
Certo che è un programmone solo di simulazione, quando dovrai aggiungere la gestione di Arduino sarà un problema metterci le mani

[Edgardo_Rosatti]

In realtà non sarà poi molto complesso aggiungere i comandi per gestire Arduino nel programma del simulatore, in quanto basta inserire una sola linea di istruzioni in ogni procedura di itinerario richiamata dall'IF che legge "MOUSEPRESSED". Questo vale sia per il tuo programma che per il mio.

Mi spiego meglio.
Come ti dicevo, Processing non ha i comandi per controllare Arduino. Per renderli disponibili va installata una libreria la quale conterrà i comandi per scrivere e leggere i dati delle porte IN/OUT.
Inoltre, per essere un po' più precisi, la libreria funziona tramite un software chiamato "Firmata" da flashare su Arduino attraverso il suo IDE. Firmata è già presente nell'IDE come tutorial, quindi questa operazione è abbastanza semplice.

A questo punto, con Processing e libreria Arduino installata sarà possibile usare comandi del tipo:

<font face="Courier New"> arduino.pinMode(x, Arduino.OUTPUT);</font id="Courier New">

<font face="Courier New"> arduino.pinMode(x, Arduino.INPUT);</font id="Courier New">

X sta per il numero di ingresso o uscita, OUTPUT setta la modalità uscita e INPUT la modalità entrata.

<font face="Courier New">arduino.digitalWrite(13, Arduino.HIGH); //accende l'uscita digitale 13</font id="Courier New">

oppure,

<font face="Courier New">arduino.digitalWrite(13, Arduino.LOW); //spegne l'uscita digitale 13</font id="Courier New">

Per la lettura di un ingresso digitale la sintassi sarà più o meno così:

<font face="Courier New">variabile==arduino.digitalRead(13)</font id="Courier New">

la variabile conterrà 1 se all'ingresso c'è una tensione di circa 5 Volt e 0 se non c'è tensione.

La prima parte del programma dovrà contenere 3 linnee così composte (commenti esclusi):

<font face="Courier New">/" LUCI CARNATE, COMANDI MANUALI:
Programma per il controllo manuale delle luci del pastico di Carnate pilotate da Arduino, basato su Processing e Firmata.
Controllo completo di 12 uscite (6 analogiche e 6 digitali) in modalità ON/OFF.
L'uscita analogica numero 6 viene comandata tramite un potenziometro lineare simulato.
Eseguire l'ulpoad di Firmata su arduino tramite l'IDE prima di avviare il programma.
(C)2012 Eduz Labs per GAS-TT
Ultimo aggiornamento: 06-09-2012
"/

import processing.serial."; //setup iniziale del programma, importazione porta seriale e abilitazione di qualsiasi porta COM

import cc.arduino."; //importazione della libreria ARDUINO per Processing

Arduino arduino; //abilitazione</font id="Courier New">

e nel VOID SETUP questa linea:

<font face="Courier New"> arduino = new Arduino(this, Arduino.list()[1], 57600); //setup porta seriale COM1 57600 baud</font id="Courier New">

dove 1 sta per il numero della porta COM (USB) usata e 57600 la velocità in Baud.

Questo stralcio è preso dal software scritto per gestire le luci di Carnate e mostra le linee che vanno aggiunte all'inizio di ogni programma per pilotare Arduino tramite Processing.

Come puoi notare, i comandi da e verso Arduino sono semplici come logica; tipo accendi questo, spegni quell'altro e leggi cosa succede.

Poi c'è l'hardware da intefacciare con le porte che fa il resto; se voglio comandare tramite una uscita due deviatoi, un segnale e un sezionamento, dovrò realizzare un circuito elettrico in grado di leggere i 5 Volt dell'uscita per trasformarli negli eventi che mi servono.
Per un segnale a led basta una semplice resistenza, per un deviatoio invece servirà un relè.

In conclusione, con il software possiamo dare libero sfogo alla fantasia per realizzare un qualsiasi impianto limitatamente alle potenzialità dell'harware che intendiamo controllare. Nel senso che possiamo prima fare il simulatore e poi i circuiti per trasformare il simulatore in un impianto funzionante.

Con Arduino Uno abbiamo 16 porte IN/OUT digitali, di cui 6 con funzione analogica. Con Arduino Mega si arriva a 54 porte di cui 16 analogiche.
Ora è uscito Arduino Due che è simile al Mega ma è più veloce, ma in sostanza fa le stesse cose dei modelli precedenti.
Il progetto della stazione in oggetto lo vorrei fare con Arduino Mega, anche perchè l'ho già acquistato

Poi se son rose fioriranno

Ciao

[gavinca]

Grazie della spiegazione Edgardo, anche se non mi hai convinto del tutto che sia così semplice passare dalla sola simulazione al programma "esecutivo".
Però prima studio bene quello che mi hai spiegato ... magari mi sfugge ancora qualcosa [:I]

[Edgardo_Rosatti]

Eh lo so Carlo, io sono partito in quarta quando ho visto il tuo programma dei segnali e mi sono lasciato un po' andare nelle spiegazioni
I comandi di Arduino sotto Processing non sono un problema perchè accendono e spengono i dispositivi.
L'importante è scrivere un buon programma di gestione logica della stazione.

Poi la parte tecnica dei circuiti la si risolverà in un secondo momento.

Ciao e grazie a te

[lorelay49]

Per me state parlando arabo ma vi seguo lo stesso

[gavinca]

Eh lo so Carlo, io sono partito in quarta quando ho visto il tuo programma dei segnali e mi sono lasciato un po' andare nelle spiegazioni
I comandi di Arduino sotto Processing non sono un problema perchè accendono e spengono i dispositivi.
L'importante è scrivere un buon programma di gestione logica della stazione.

Poi la parte tecnica dei circuiti la si risolverà in un secondo momento.

Ciao e grazie a te

Lasciati andare ... non fa bene trattenersi
Io poi ci metto un po' a "digerire" il tutto perchè devo provare praticamente quello che spieghi, ci devo mettere le mani.

[liftman]

Per me state parlando arabo ma vi seguo lo stesso

In certi casi è più opportuno rispondere con:

"in effetti hai perfettamente ragione"
"stavo per scriverlo io, mi hai preceduto di poco..."
"non avrei potuto spiegarlo meglio"

e così via