Le TCO de mon réseau

[Jmc44fr]

Bonjour à tous

Pour mon premier réseau (presenté ici) j'ai réalisé un TCO sur la base d'un Arduino Leonardo.

Voici la face avant :


Détail des différentes parties du TCO


A l'heure actuelle tous les éléments sont opérationnels sauf la commande d'éclairage et la commande accessoires.

Le TCO comprend plusieurs sous-éléments :
1) L'Arduino lui-même


2) Une alimentation multi-sorties avec du +12V (pour aiguillages et accessoires), +9V (pour l'Arduino), +18V (transo DCC de la station Trix)



3) Des cartes de commande des aiguillages par bus I2C


4) Une carte d'extension pour la carte Arduino afin de connecter la partie TCO (leds et interrupteurs d'aiguillages)


5) Une carte d'extension pour la carte Arduino afin de connecter la partie afficheurs 7 segments et encodeur rotatif

[Arduino]

Très belle réalisation !

[Matabiau]

effectivement la réalisation de ce projet est superbe. Le titre du fil originel indiquait "débutant", si ceci n'est qu'un début c'est plutôt réussi !
Les dimensions contenues, l'excellent plan de voies, la belle menuiserie, le câblage soigné, les commandes modernes, etc ; tout correspond aux qualités souvent citées comme nécessaires pour réaliser un beau réseau.

[Arduino]

Il y a une vingtaine d’années, je commençais mon premier réseau, une version simplifiée du réseau en couverture du livret Plans & Projets dans la collection « Le réseau miniature » chez Loco-Revue (l’image de couverture a été changée depuis) : bref, une gare terminus à l'étage du dessus allant vers une double boucle de retournement servant de gare cachée à l'étage du dessous. À cette époque, les cartes Arduino n’existaient pas et je me suis donc contenté d’un TCO électromécanique dont voici la photo :



La qualité n’est pas celle du TCO de Jmc44fr, loin s’en faut, et ce TCO ne permettait que deux choses :
- manœuvrer les aiguilles de la gare cachée grâce à des poussoirs et avoir leur position réelle repérée par deux LED
- isoler des sections de voies de garage grâce à des interrupteurs dont la position vers le haut ou le bas permettait de savoir si le garage est alimenté ou non.

Les autres aiguillages se faisaient à vue et il fallait bien réfléchir si tout était correctement en place avant de lâcher un train…

Aujourd’hui, grâce aux cartes Arduino, je travaille sur un autre concept : un TCO virtuel sur écran d’ordinateur dont voici une copie d’écran :



Plus besoin de poussoirs ou de LED, il me suffit de cliquer sur mon écran pour manœuvrer les aiguilles, inverser le sens du courant (départ ou retour dans la gare terminus) ou bien isoler une section de garage pour stocker une locomotive. Le programme qui gère cela envoie ensuite des informations à une carte Arduino qui ainsi modifie l’état du réseau.

Cela fait même plus, les itinéraires choisis modifient d’eux-mêmes la position des aiguilles, bloquent celles qui ne doivent pas être modifiées et ainsi s’assurent que tout est en place pour la circulation du train. Et il est extrêmement facile d’ajouter des fonctionnalités puisqu’il suffit d’écrire quelques lignes de programme.

Tout ce travail de développement n’a été possible pour moi que parce qu’il y a dans le groupe LOCODUINO des gens qui m’ont enseigné comment utiliser Processing (un programme de dessins artistiques qui travaille très bien avec Arduino). Ainsi, pour concevoir ce TCO, je me suis fortement inspiré d’un article de Pierre59 que nous publierons très prochainement (voir déjà son locodrome où des trains virtuels circulent en toute sécurité).

L’apport de la « new technology » (Arduino, programmation, Processing, pages internet) nous permet de concevoir aujourd’hui des interfaces graphiques, alors pourquoi s’en priver ? Et sans doute demain, on les fera différemment selon ce qui existera…

Bien entendu, nous publierons également une version simplifiée de réseau afin de vous enseigner comment faire et vous pourrez vous en inspirer pour votre propre réseau. A bientôt.

[DeepPurple]

@Jmc44fr Pour moi qui suis un vrai débutant (j'ai reçu un Arduino en cadeau d'un ami le weekend dernier...), c'est vraiment magnifique. Et j'ai un tas de questions : comment s'utilise le TCO ? Qu'est-ce que le bus IC2 ? Comment fonctionne ce montage ? Peux-tu nous en dire plus ?

[Pierre59]

Bonjour

Ce genre de TCO écrit en Processing est destiné à s'interfacer avec un gestionnaire de réseau écrit en C++ résidant sur un Arduino. La communication entre l'Arduino et le TCO se faisant par la liaison USB/série de l'Arduino. Pour plus d'information voir sur le site de LOCODUINO les articles référencés par "Arduino" dans les post précédents.

Le bus I2C permet de communiquer entre un micro-contrôleur (comme un Arduino) et des circuits intégrés, ou entre des micro-contrôleurs.

Si tu as d'autres questions n'hésite pas à poser des questions sur ce site ou sur le site de LOCODUINO.

Pierre59

[DeepPurple]

@Pierre59 Merci pour tes réponses. Avant de poser de nouvelles questions, je vais tout lire sur les forums. Et tenter de digérer cette masse d'informations.

[Jmc44fr]

Bonjour

@DeepPurple Comme l'a bien résumé Pierre59 le bus I2C permet la communication entre différents composants et/ou microcontrôleurs et ceci avec seulement 2 fils (une horloge et une data). L'avantage d'un tel bus est son intégration directement dans un microcontrôleur comme l'Arduino, ce qui permet, via des librairies spécifiques, une utilisation très simple.

Pour donner quelques informations complémentaire sur mon TCO (de bas en haut et de droite à gauche) :


1) La partie TCO reprend le plan de mon réseau le tout imprimé sur une feuille transparente. Chaque aiguillage est commandée par un interrupteur à bascule (visible avec un capuchon vert) et l'itinéraire ainsi sélectionné est visualisé par une led verte. Lorsque l'on bascule un interrupteur dans une nouvelle position l'information est traitée par l'Arduino et la commande est envoyée à une carte de commande via le bus I2C qui actionne alors le moteur Tortoise correspondant. En retour, cette carte donne la position de l'aiguillage qui est ainsi visualisée par une led sur le TCO. Le bouton rouge est un bouton poussoir destiné à commander un électroaimant pour les attelages Kadee (pas encore opérationnel pour le moment. J'utilise actuellement un aimant permanent).

2) La prise USB Arduino<-> PC permet comme son nom l'indique la connexion de l'Arduino avec mon PC pour la mise à jour ou la modification de programmes. Cela évite de devoir tout démonter puis tout remonter pour la programmation et la mise au point. Les 2 petits trous visible à droite de la prise permettent respectivement le reset de l'Arduino et de visualiser une led d'activité de celui-ci.

3) La Commande d'accessoires n'est pas encore totalement finalisée pour le moment. L'objectif de cette commande sera de pouvoir sélectionner un accessoire (servomoteur, éclairage, etc...) par son numéro (de 01 à 99 par 2 afficheurs 7 segments) et de commander la marche/arrêt de celui-ci (interrupteur jaune à droite). Le bouton à gauche permet de sélectionner l'accessoire à commander. Les accessoires seront connectés à des cartes de commandes sur le bus I2C. Le bouton permettant de sélectionner l'accessoire est un encodeur rotatif avec lequel j'ai quelques soucis de mise au point (problèmes de rebonds ou mauvaise gestion d'interruption il faudra que je me penche sérieusement dessus un de ces jours).

4) La commande éclairage n'est pour le moment pas opérationnelle du tout. Le principe est de pouvoir faire varier l'intensité de l'éclairage du réseau en fonction de la position du potentiomètre (avec un alimentation variable) pour simuler le jour (éclairage maximum) et la nuit (pas d'éclairage) avec toute les valeurs intermédiaires. Le bouton à gauche permettra l'ajouter une composante bleu ou rouge pour apporter des effets de lumière. Et lorsque tout cela sera opérationnel l'idéale serait de pouvoir synchroniser le niveau d'éclairage avec l'activation d'accessoires comme par exemple l'éclairage des bâtiments (mais il reste beaucoup d'autres choses à faire avant d'en arriver là).

5) La Sortie DCC est une prise permettant de récupérer le signal DCC du réseau pour l'utiliser par exemple pour alimenter mon banc de test.

6) Le détecteur de cout-circuit DCC est une led bicolore (rouge/verte) qui permet de visualiser un éventuel court-circuit sur le réseau. Lorsque tout va bien la led est verte, et lors d'un court-circuit la led devient rouge. Pour détecter un court-circuit j'utilise un petit montage avec une ampoule et une photo resistance.

7) La prise Station modile TRIX me permet de brancher le boitier de commande de ma station TRIX. Il s'agit d'une centrale DCC acheté d'occasion il y a pas mal d'année qui n'est pas au gout du jour mais qui pour le moment me convient. J'ai juste adapté la connectique pour pouvoir utiliser une prise RJ45 facile à connecter/déconnecter.

Le TCO est constitué de plusieurs couches prises en sandwich. La première couche en contact avec l'utilisateur est une plaque de plexiglass qui permet de protéger la deuxième couche qui est une feuille transparente sur laquelle à été imprimé le dessin du TCO (fait tout simplement avec Paint sous Windows). Dessous cette feuille transparente on à une plaque d'aluminium qui permet de donner la couleur de fond (j'aurais pu m'en passer au final mais en même temps ça rend pas mal ). Enfin un plaque de MDF de 5mm permet de fixer les leds et les boutons. Pour être honnête j'ai refait 2 ou 3 fois le TCO pour arriver à quelque chose qui me plaise (c'est les joies du modélisme expérimental ). Le plus dur dans cet exercice étant d'une part percer le plexiglass sans qu'il ne se fende , et d'autre part aligner touts les trous des différentes couches avec le dessin du TCO (re- ).

[Arduino]

.......
Le plus dur dans cet exercice étant d'une part percer le plexiglass sans qu'il ne se fende , et d'autre part aligner touts les trous des différentes couches avec le dessin du TCO (re- ).

J'ai eu le même problème avec mon TCO électromécanique (voir photo) : finalement, je l'ai résolu en mettant la feuille de plexi entre deux planches de medium de 5 mm, le tout bien serré et j'ai percé l'ensemble, la feuille du haut servant de repère de perçage puisque j'avais collé dessus le plan du TCO avec les endroits à percer. La vitesse de perçage ne doit pas être trop élevée sinon, le foret chauffe et fait fondre le plexi.

Avec un TCO virtuel, plus aucun problème (merci Pierre59) , mais DeepPurple débute en Arduino, donc avant d'en arriver là, il lui faudra digérer pas mal d'infos, mais on est là pour l'aider... si cela l'intéresse.

[Arduino]

Si vous voulez vous lancer dans un TCO virtuel, n'hésitez pas à consulter l'article que LOCODUINO publie aujourd'hui et qui fait suite à l'article de Pierre59 "Processing pour nos trains".
En effet, il reprend ce que Pierre nous a enseigné et propose la création d'un mini-réseau analogique commandé par la souris de votre ordinateur grâce à un TCO virtuel.
Et bien entendu, du mini-réseau à VOTRE réseau, il n'y a qu'un pas que vous pourrez aisément franchir.
Voici l'article Ménage à trois.

[Jmc44fr]

Bonjour a tous

Petit "up" du fil après plusieurs mois d'absence (mais pas d'absence de travail ). Comme je l'avais expliqué, mon TCO doit me permettre à la fois de commander les aiguillages de mon réseau, de visualiser, via des leds, l'état des aiguillages mais aussi de commander des accessoires sur les différents EP.

Actuellement les commandes des accessoires de l'EP1 sont opérationnels (voir la vidéo ici).

La partie mécanique du portail intérieur est construite autour d'un moteur pas à pas et d'une mécanique d'ouverture de CDROM. La commande de puissance est faite avec un "driver" disponible à vil prix (quelque euros acheté en Chine via ebay). Un micro-interrupteur haut et bas permettent le contrôle et le réglage de la course du portail. Le tout est connecté à une carte électronique maison associé à un Arduino nano.

Vue de la partie mécanique. La prise DB9 sur la gauche permet la connexion du bus I2c en provenance de la carte Arduino du TCO ainsi que des alimentations +12V nécessaires.


L'autre coté avec la carte "driver" de puissance.


Le portail intérieur est construit à partir d'un câble en nappe, ce qui permet de glisser sur un profilé en U (visible de chaque coté). Le mouvement vertical de la mécanique du CDROM est prolongé par une tige (visible en bas à droit) qui entraine donc le "portail" vers le haut ou le bas


Pour la portail extérieur, la commande se fait par un simple servo-moteur lui assi commandé par l'Arduino nano.


Enfin la carte avec son Arduino nano.


Actuellement cette carte me permet, via le TCO, de commander l'ouverture et la fermeture du portail intérieur et du portail extérieur, mais aussi la commande de l'éclairage intérieur et extérieur.

A+

[Bug Killer]

Chouette montage. Je retiens l'idée du déport de la prise USB et du reset de l'Arduino sur le panneau pour le mien.

[Jmc44fr]

Chouette montage. Je retiens l'idée du déport de la prise USB et du reset de l'Arduino sur le panneau pour le mien.

Merci. Effectivement, pouvoir accéder au bouton "reset" (avec un cure-dent par exemple) et brancher la prise USB de programmation directement sans avoir à démonter à chaque fois la façade ou devoir accéder à la carte Arduino dans un espace très réduit, permet de simplifier considérablement la mise au point sans manipulations toujours délicates.

[BB9004]

Hop, dans la continuité du fil sur le dépôt, je m'abonne

Bravo pour les DIY !