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Extrait - Arduino Faites-le jouer au train (2e édition)
Extraits du livre
Arduino Faites-le jouer au train (2e édition)
7 avis
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D'autres possibilités

Le panneau de contrôle

1. Le poste de commande

Si l’on veut éviter les accidents tout en faisant circuler un nombre conséquent de trains, il est nécessaire de réguler leur circulation. Cela se fait au moyen d’un PCC, comme pour les vrais trains. Celui-ci interagit avec trois dispositifs essentiels :

  • Les détecteurs de passage. Ils permettent de savoir où sont les trains. Leur fonctionnement est détaillé dans le chapitre La position des trains.

  • Le contrôle de l’arrêt et du démarrage des trains. Ceci se fait en remplaçant le signal DCC fourni par la centrale par un signal de ralentissement au moyen du circuit présenté dans le chapitre La régulation des circulations.

  • La signalisation au moyen de signaux lumineux. Ceux-ci n’ont qu’une utilité esthétique, car ils n’effectuent pas le pilotage des trains.

Toutes les circulations doivent être gérées par le PCC. Avec des capteurs et des boutons en entrée, des commandes d’arrêt et des signaux en sortie, plus des variables qui doivent indiquer en permanence l’état de chaque canton, le PCC n’est ni plus ni moins qu’un automate.

images/14B01-SYNOP.png

2. Le tableau de contrôle

Sur le PCC, vient se greffer le TCO (tableau de contrôle optique), qui est la face visible du PCC avec ses boutons et ses voyants. C’est avec le TCO que l’on peut réellement prendre le contrôle du réseau :

  • Indication des zones occupées.

  • Forçage de l’arrêt ou du démarrage des trains.

  • Contrôle de l’état des signaux.

  • Contrôle de la position des aiguillages.

Le PCC gère la mise au rouge des feux suivant trois critères :

  • Occupation du canton suivant par un train.

  • Protection d’une aiguille positionnée sur une autre voie.

  • Demande manuelle d’arrêt au feu.

Les boutons-poussoirs du TCO permettent d’interagir avec le réseau :

  • Rouge : arrêt manuel d’un train.

  • Vert : forçage au vert (au cas où un canton serait bloqué).

  • Autre couleur : positionnement des aiguillages.

En retour, des voyants de couleur permettent de connaître :

  • l’état des feux : rouge, vert, jaune.

  • l’arrêt imposé : rouge clignotant....

Les signaux

1. Une signalisation réaliste

Si on veut se rapprocher de la réalité, les signaux doivent être équipés d’au moins quatre feux : deux rouges, un jaune, un vert, ce qui permet les combinaisons suivantes :

  • Deux rouges (carré) : arrêt absolu

  • Rouge : franchissement au ralenti, marche à vue jusqu’au prochain signal

  • Jaune : prochain signal au rouge, ralentir si nécessaire

  • Vert : voie libre

Le carré (son nom est issu de l’ancien signal mécanique en forme de carré, qui a la même fonction que deux feux rouges) est essentiellement utilisé pour l’arrêt des trains à quai, ou pour protéger des aiguillages orientés sur une autre voie, ou sur des sections à double sens pour éviter un face-à-face. On peut voir sur cette photo un carré mécanique en haut à gauche juste sous le signal d’avertissement (le losange jaune).

images/14B10-P1030471.png

Dans les autres cas, un simple signal rouge est utilisé afin de permettre au train de franchir le signal au ralenti. Cette possibilité est difficile à gérer automatiquement, car il n’y a pas de moyen pour connaître la distance qui sépare un train de celui qui le précède. Le mieux est de ne pas essayer de le faire.

Un signal peut changer d’état, le suffixe utilisé dans les descriptions correspond à l’état qu’il doit prendre : C (carré), R (rouge)...

Le panneau d’affichage

1. Un grand panneau

Le petit afficheur OLED qui a été utilisé dans le chapitre Les contrôleurs indépendants peut aussi permettre une réalisation inattendue. Il a une taille ridiculement petite, 0,96 pouce, soit 24 mm de diagonale. Mais à l’échelle HO, il paraît 87 fois plus grand ! Ce qui équivaut à un écran de 212 cm, une taille assez proche du tableau des départs et des arrivées que l’on peut trouver dans la plupart des gares.

Le câblage est d’une simplicité déconcertante : si on opte pour une version I²C, il n’y a que quatre fils à brancher. L’afficheur OLED du contrôleur indépendant est interfacé en SPI, et il faut sept fils pour fonctionner. Il faut juste veiller à alimenter l’écran OLED en 3,3 V, et surtout pas en 5 V. Le câblage est donc le suivant dans le cas d’un Arduino Nano :

  • GND Arduino - GND écran

  • 3V3 Arduino - VCC écran

  • A4 Arduino - SDA écran

  • A5 Arduino - SCL écran

images/14B13-OLED.png

2. Le programme

Tout ce qu’il reste à faire, c’est d’afficher des pages textes à cadence régulière, comme dans la réalité.

Téléchargement depuis la page Informations générales : at-panneau.ino.

On pourrait utiliser...

Pour aller plus loin

1. Le stockage de l’énergie

Les locomotives sont maintenant équipées de décodeurs DCC capables de piloter leurs moteurs avec une finesse telle que des ralentis inaccessibles en analogique sont désormais possibles. Permettre des accélérations progressives, et des manœuvres au ralenti comme un vrai train est un formidable facteur de réalisme. Dans ces conditions, il n’y a rien de pire que voir une locomotive avancer par à-coups sur un tronçon de voie un peu sale ou se planter carrément sur le cœur d’un aiguillage.

Il existe une solution pour remédier à cela, il faut stocker de l’énergie dans la locomotive pour qu’elle puisse avancer même si la voie ne lui fournit plus assez de courant. Les décodeurs DCC les plus sophistiqués incluent une telle possibilité afin d’améliorer le pilotage. Il est malgré tout possible d’équiper des décodeurs plus basiques d’un tel circuit.

Attention ! L’opération présentée ici nécessite une intervention sur les circuits électroniques du décodeur. Ceci doit s’effectuer avec précaution : la miniaturisation extrême d’un décodeur DCC fait que les soudures sont particulièrement difficiles à effectuer. Toute mauvaise manipulation peut entraîner la destruction immédiate du décodeur. Cette intervention est donc réservée à des personnes averties et l’auteur ne pourra pas être tenu responsable en cas d’erreur fatale.

Avant d’envisager la conception d’un circuit de stockage, il faut voir comment est constitué un décodeur DCC. Le pont de diodes et le condensateur permettent de disposer d’une tension de 16 à 20 V qui permet d’alimenter le pont en H qui pilote le moteur de la locomotive. Pour le reste, cette tension est abaissée à 5 V au moyen d’un régulateur pour alimenter le microprocesseur.

images/14B15-DECO.png

Si on veut fournir une réserve d’énergie au moteur, il faut donc augmenter la capacité du condensateur principal.

On ne peut pas directement charger un gros condensateur au moyen du pont de diodes intégré au décodeur, l’appel de courant...