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Smartphone et réseau analogique

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Modérateur: MOD

Smartphone et réseau analogique

Publié: Dim 08 Avr 2018, 06:16 
Radiocommande simple d’un train par Smartphone.
Pour la commande d’une locomotive sur mon réseau en H0e inspiré du site industriel de Makatea, j’ai envisagé d’avoir recours à un Smartphone (ou une tablette) et une connexion Bluetooth, une solution moderne et conviviale pour la commande d’un train en modèle réduit.

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Une seule locomotive est appelée à circuler sur ce petit réseau en ovale, doublé d’une zone de garage correspondant au dépôt des machines et des wagons trémies. Le tracé très simple et la voie unique, sans signalisation (comme dans la réalité), militaient pour une solution basique de radiocommande du train.
Dans un sujet traitant du Bluetooth et du modélisme ferroviaire, j’ai déjà évoqué l’existence d’un module BlueRailways http://www.bluerailways.co.uk/ permettant de contrôler à distance un train analogique à l’aide d’un Smartphone.

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Le module présenté ci-dessus (Référence 522) fonctionne sous Bluetooth, mais produit en Grande-Bretagne et vendu 39,50 £, cet article n’est livrable que dans ce pays, d’après les conditions figurant sur le site de ventes en ligne ! Voir à ce propos http://www.bluerailways.co.uk/Shop.html Ce système de module fixe permet d’alimenter deux voies. L’application sur Smartphone Androïd assurant la radiocommande du module 522 se présente visuellement ainsi :

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La solution de Train35 de radiocommander un train de jardin http://www.train35.fr/bluetooth_jardin.html à l’aide d’un composant Bluetooth HC-06 et d’une carte Arduino Pro Mini, pourrait convenir en appliquant à la voie le courant à modulation de largeur d’impulsion (Pulse Width Modulation ou PWM) obtenu en sortie du module L298 pour alimenter le moteur de la locomotive. Le programme de commande sur Smartphone (ou tablette) s’affiche ainsi :
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Tous les schémas et programmes (sketches, application Androïd) sont mis gracieusement à la disposition des amateurs par Jacques Veillard. Mais ce système dénommé BlueTrain est un système à module embarqué, puisque destiné à être installé dans le matériel moteur.

Seule une solution à module fixe pouvant convenir à mon projet, mes recherches se sont poursuivies sur Internet, où figurent de nombreux exemples de commande de moteurs en courant continu. C’est ainsi qu’en furetant sur le web, je suis arrivé sur le site de Steve Massikker, un ingénieur russe qui a développé un système de commande de train miniature sur la base de composants Bluetooth, de microcontrôleurs Arduino et de bus I2C dénommé Universal Railways model Bus (URB)… A voir en suivant ce lien : http://arduinorailwaycontrol.com/#
Le système complet d’URB connectés entre eux, permet par exemple la gestion d’un TCO, comme on peut le voir sur cette vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=0zXqBRbSCxs

Steve a développé de nombreuses applications et propose une version basique de commande de train depuis un Smartphone, dénommée Arduino Train for Kids. Il fournit un schéma de l’installation, ainsi que le sketch (ou esquisse) à téléverser sur la carte Arduino. Le module électronique est radiocommandé par une version lite et libre de son programme Androïd pour Smartphone, téléchargeable sur Google Play à cette adresse :
https://play.google.com/store/apps/details?id=arduinorailwaycontrol.arduinotrainforkids

Ce module peut être à la fois embarqué dans un train de grande échelle comme en utilisent les enfants, ou utilisé en poste fixe. Cette version permet de commander à distance, depuis son Smartphone, la vitesse du train, sa direction, ainsi que l'éclairage (version embarquée), et actionner le son d'une trompe. C'est basique, mais simple et ludique.
Pour les utilisateurs plus avertis, qui veulent éventuellement adopter le système U.R.B de l'auteur, permettant la commande à distance d'aiguillages en plus des fonctionnalités précédentes, il faut plutôt adopter le programme Arduino Train Junior qui coute la modique somme de 6 dollars US sur Google Play.
https://play.google.com/store/apps/details?id=arduinorailwaycontrol.arduinotrainjunior

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Le principe du système de base développé par Steve est parfaitement expliqué (en anglais) à cette adresse http://arduinorailwaycontrol.com/terminal.php

En ce qui me concerne, l’utilisation de cet ensemble de modules électroniques suffit à mes nécessités. Le schéma de principe est simple. Un module Bluetooth HC-06 assure la liaison radio entre le Smartphone et le microcontrôleur Arduino Nano (Atmega 328P) sur lequel a été téléversé le sketch intitulé beginner.ino à télécharger à cette adresse : http://arduinorailwaycontrol.com/sketches/beginner.ino. L’Arduino est enfin relié à un module L298N, un double pont en H destiné au contrôle d’un moteur à courant continu (6 à 35 volts- 2 A de pointe). Pour notre utilisation spécifique, la sortie de ce module est connectée à la voie.

Pour ma part, j’ai effectué le téléversement du sketch beginner.ino avant d’installer l’Arduino Nano sur la carte de tests, à l’aide de l’application Arduino IDE téléchargeable à cette adresse https://www.arduino.cc/en/Main/Software# On relie l’Arduino à une prise USB de son ordinateur, on charge le sketch beginner.ino, avant de régler les Outils sur Arduino Nano, puis Atmega 328P, et COM3 (pour moi) et si tout va bien, le téléversement s’effectue tout seul, en lançant Téléverser dans la rubrique Croquis… Si vous avez un message d’erreur, il est possible que la vitesse de transmission ne soit pas la bonne. Dans Outils > Moniteur Série, vérifier que la vitesse est bien de 9600 bauds.

Ayant réuni les divers éléments de composants électronique nécessaires, j’ai procédé au montage de l’ensemble sur une carte de tests (Breadboard en anglais). Ne disposant pas exactement du même modèle de microcontrôleur Arduino Nano que celui présenté par Steve Massikker, en raison de l’existence de nombreux clones, le schéma se présente ainsi (dans mon cas) :

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Les résistances de 1Ko et de 2Ko ont pour but de ramener à 3,3 volts la tension appliquée à la broche RX (Réception) du composant HC-06, assurant la liaison radio avec le Smartphone. L’alimentation est de 5 volts pour la broche positive de ce même module. Cette tension de 5 volts est prise sur le module Arduino Nano qui dispose d’un régulateur intégré.

Attention : selon les constructeurs, les broches du module Bluetooth HC-06 peuvent être disposées différemment. Le module Bluetooth esclave HC-06 à 4 broches peut être remplacé par un module maitre HC-05 à six broches, configuré en esclave. Dans ce dernier cas, les deux broches extrêmes intitulées STATE et EN ne sont pas utilisées. La broche RX (Réception) du module Bluetooth est relié à la broche TX (Transmission) de l'Arduino, par l'intermédiaire de la résistance de 1 K ohm et le TX du BT directement à la broche RX de l'Arduino.

Si vous avez effectué correctement le téléversement du sketch Beginner.ino et le câblage des trois modules, sans oublier les deux résistances, vous devriez voir s’allumer les diodes LED de fonctionnement des trois composants.
Après avoir téléchargé l’application ArduinoTrainKids.apk sur le Smartphone, il faut activer la fonctionnalité Bluetooth de ce dernier en appuyant sur le sigle BT:

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Le Smartphone va scanner son environnement pour détecter le module HC06 qui va apparaitre sous ce nom. Entrer le mot de passe, généralement 1234, et votre Smartphone va vous signaler la connexion en cours, puis son établissement. A partir de ce moment, vous prenez la main sur la locomotive posée sur la voie. Il faut bien évidemment alimenter votre ensemble Bluetooth-Arduino en courant continu (12 volts pour moi) avant de connecter votre Smartphone, pour que le couplage (ou appariement) puisse se faire.

Enfin, le prix de revient de ce montage est très avantageux, de l’ordre de 8.50 $ (Environ 7 €) pour l’ensemble. Ces composants fabriqués en Chine, coutent environ 3 $ pour l’Arduino Nano, 3.50 $ pour le module BT HC06 et 2 $ pour le L298N, sur des sites asiatiques de ventes en ligne, dont les livraisons sont souvent gratuites, mais avec de longs délais… particulièrement pour la Polynésie où je demeure. En France, vous avez la possibilité de vous fournir auprès de fournisseurs locaux comme Conrad ou GoTronic, dont les produits sont certainement plus fiables et les délais d’acheminement très rapides.

Comme vous pouvez le penser, ce montage s’adresse avant tout aux modélistes qui souhaitent construire de leurs propres mains un système de contrôle d’un petit réseau par radiocommande. Même sans pratiquer l’électronique et être un connaisseur d’Arduino, ce montage est à la portée d’un grand nombre de modélistes ferroviaires. C’est en quelque sorte du modélisme à l’ancienne, en utilisant les nouvelles technologies…

Grand merci à Steve Massikker qui a conçu ce montage et nous a autorisé à présenter son travail.
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Re: Smartphone et réseau analogique

Publié: Mar 10 Avr 2018, 03:59 
Pour la réalisation pratique de ce petit montage à base d'Arduino, j'ai collé la carte d'essai et le module L298N sur un rectangle de carton mousse, afin de les rendre solidaires l'un de l'autre.

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Photo de Taniera.

On peut éventuellement disposer le tout dans un coffret en plastique. Il est possible de faire un montage pérenne en soudant les connexions. Ou mieux encore, de recourir au circuit imprimé spécialement développé par Steve Massiker pour son système Universal Railways Model Bus (U.R.B) qui utilise le bus I2C géré par l'Arduino. Ce système permet d'automatiser un petit réseau analogique, avec gestion des aiguillages et des feux de signalisation.

Du coté des programmes Androïd à installer sur le Smartphone ou la tablette numérique, plusieurs choix s'offrent à vous.

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Ces applications de présentation agréable et professionnelle, sont réalisées avec Google Androïd Studio.
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Re: Smartphone et réseau analogique

Publié: Mar 19 Juin 2018, 20:15 
Le module bluetooth HC-05 est techniquement plus simple d’emploi (pas besoin d'un pont diviseur de tension pour le RX). Est ce qu'il est possible d'utiliser l'application avec un module de ce type?
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Re: Smartphone et réseau analogique

Publié: Mer 20 Juin 2018, 10:04 
Bonjour Paulin,
J'ai testé le montage avec les modules HC-05 et HC-06 et tout fonctionne parfaitement avec le programme de Steve Massiker sur téléphone mobile Androïd. Le module sera simplement repéré HC05 au lieu de HC06 sur la connexion Bluetooth, visible sur le smartphone.
Dans les deux cas, j'avais conservé le pont diviseur de tension.

Il faudrait faire un essai du module HC-05 dans les conditions indiquées, mais je me trouve actuellement en vacances en France et mon matériel est resté à Tahiti, car je l'utilise sur le réseau en H0e de Makatea...
Merci pour le futur retour d'expérience.
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Re: Smartphone et réseau analogique

Publié: Mer 20 Juin 2018, 11:06 
Je suis actuellement dans la phase de conception du réseau et je m'intéresse à ce type de commande. Je ne pense pas utiliser l'application et le code dans l'état mais je pense fortement m'en inspiré pour développer un système propre à mon réseau et optimisé pour celui-ci.
Merci pour la réponse et comptez sur moi pour mettre des photos des premiers tests qui se feront probablement avec le système Massiker :wink:
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Re: Smartphone et réseau analogique

Publié: Jeu 21 Juin 2018, 10:01 
ia orana Ettenheim 74,

Pour avoir vu en fonctionnement cette alimentation chez Aubrac, je confirme que cette solution est intéressante pour gérer un petit réseau, notamment par le fait qu'elle apporte le "sans fil" pour un coût très faible (si les composants sont achetés en Chine).

Pour information, on avait testé différents matériels roulants dont un Köf II de marque Trix (équipé d'un décodeur DCC/Analogique), un locotracteur CC 61000 Jouef et un autorail ABJ 3 Electrotren (équipé d'un moteur à rotor sans fer). Tout a parfaitement fonctionné.

Il ne manque qu'une application "open source" pour l'exploiter. Cela permettrai justement d'adapter la gestion de cette alimentation suivant ses besoins, notamment l'interface. Mais dans ton cas, Ettenheim 74, cela ne semble pas un soucis... :mrgreen:
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Re: Smartphone et réseau analogique

Publié: Jeu 21 Juin 2018, 12:01 
Bonjour à tous,
Merci à Taniera pour ce retour d'expérience des tests positifs que nous avons réalisés ensemble l'an dernier et bon courage à Ettensheim 74 pour développer une solution personnelle de contrôle d'un réseau par liaison Bluetooth.
En ce qui me concerne, ce petit montage me donne satisfaction, d'autant qu'il s'agit d'une solution "self-made", simple à mettre en oeuvre et peu onéreuse.

Pour rebondir sur l'application "open source" évoquée par Taniera, la solution logicielle Androïd proposée par Train35 est intéressante, mais la présentation sur le smartphone est plus spartiate que celle fournie par Steve MassikKer.
En tous cas, merci à Train35 et à Steve de nous faire partager leurs travaux.
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