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mardi 6 décembre 2022

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Va-et-vient pour deux trains

. Par : msport

DIFFICULTÉ :

Le va-et-vient réaliste de l’article Réalisation d’un va-et-vient automatique et réaliste a bénéficié d’un circuit imprimé décrit dans l’article Une station DCC minimale avec boutons de commande et écran Oled.
Ici, on décline ces articles pour deux locomotives entre deux gares reliées par une voie unique.
Une gare intermédiaire comportant une double voie permet le croisement.
Les démarrages et arrêts sont effectués progressivement pour un meilleur réalisme.
Cet article utilise la réalisation compacte avec le circuit imprimé d’ Une station DCC minimale avec boutons de commande et écran Oled et le boitier 3D de la Boitier 3D pour la station DCC minimale .

Et ici, déjà le résultat en vidéo, merci Dominique.

Projet :

Circuit en long
Circuit en long

Quatre détecteurs sont figurés par des
Et deux trains : Loco1 et Loco2.

Matériel utilisé :

C’est le module du va-et-vient qui sert de base à cette réalisation. Il sera alimenté par un bloc secteur 12V 3A ou 15V 2A.

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Il est mis en boitier pour plus de tranquillité :

JPEG - 45.8 ko

Ici, on utilise quatre des détecteurs (ceux des cantons) du va-et-vient original. Comme il s’agit de détecteurs ponctuels, on mémorise le changement d’état dès la première détection, en effet les détecteurs à IR ne maintiennent pas un signal constant tout au long de la locomotive. Les modules détecteurs sont équipés de TCRT5000 moins éblouis que les diodes IR standard ou à effet Hall A3144 (ces derniers nécessitent un petit aimant dans les locomotives, par exemple un 5x10x2mm, détecté à 10 mm).

Détecteur IR TCRT5000
Détecteur IR TCRT5000
Détecteur à effet Hall A3144
Détecteur à effet Hall A3144

Les aiguillages sont pilotés par des commandes DCC émises par l’automate et décodées par Mon premier décodeur pour les aiguillages DCC. Il sera alimenté par un bloc secteur 15V 2A.

Les quatre détecteurs sont ceux de Gare1, ZoneA, ZoneC, Gare2.
ZoneA et ZoneC sont les deux voies de la gare intermédiaire.
On utilise le va-et-vient compact avec circuit imprimé Une station DCC minimale avec boutons de commande et écran Oled et le boitier 3D Boitier 3D pour la station DCC minimale .
Le décodeur pour aiguillages à solénoïdes est celui de l’article Mon premier décodeur pour les aiguillages DCC

Mon premier décodeur
Mon premier décodeur

Pour les tests, on a utilisé une boucle avec une voie de dérivation pour figurer la gare intermédiaire. Ce qui nous a évité de récupérer les locomotives aux butoirs.

Circuit bouclé
Circuit bouclé

Ce dessin de voies a été réalisé avec CDM-Rail que vous pouvez découvrir avec l’article CDM-Rail pour Ma première centrale DCC (1). La voie est de la ROCO Geoline, les aiguillages sont à cœurs polarisés, et les moteurs y sont intégrés.

V-et-V layout CDM-Rail

Il faut :

  • Une alimentation 12V ou 15V, 2A ou 3A pour le boitier Va-et-Vient (fiche 5.5mm)
  • Une alimentation 15V, 2A pour le décodeur d’aiguillages (fiche 5.5mm)
  • Un boitier Va-et-Vient avec le programme DCCpp_VV_2X.ino
  • Un décodeur d’aiguillage – Mon premier décodeur
  • Quatre modules de détection à base de TCRT5000
  • ou quatre modules de détection à effet Hall à base de A3144
  • Le boitier V&V doit être muni de son connecteur d’extension (8 pins)
  • Un petit adaptateur maison (header 3x 8 pins + header droit 8 pins) du boitier V&V vers les détecteurs.
  • Deux câbles DuPont x3 70cm-100cm pour les aiguillages 3 x 3,5 mm coté décodeur
  • un câble avec connecteur 3.5 d’alimentation pour la voie
  • un câble avec connecteur 3.5 DCC de la voie vers le décodeur
  • Quatre câbles DuPont x3 70cm-100cm pour les détecteurs
  • Les rails et les deux aiguillages à solénoïdes.
  • Deux locomotives équipées d’un décodeur DCC.

Il existe deux versions des fiches 5,5mm pour les alimentations. Celles + au centre et - à l’extérieur sont utilisées sur l’Arduino Uno, c’est le standard le plus courant, mais vérifiez que c’est bien celui que vous aller utiliser.

Adaptateur maison
Adaptateur maison
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L’adaptateur assure la connexion des détecteurs au boitier via des câbles à trois conducteurs munis de prises DuPont femelles à chaque extrémité. Il assure la liaison du 5V, du GND et du signal. Le schéma ci-dessous vous permet de repérer correctement les fils. (positions 1, 2 et 3 sur le connecteur). Le module à effet Hall est câblé différemment de celui à TCRT5000, il faut intervertir la rampe GND et la rampe 5V sur l’adaptateur.

Schéma TCRT5000
DuPont 3x
DuPont 3x

Le programme

Le programme est basé sur deux compteurs représentant l’état des locomotives. Ils sont incrémentés au fur et à mesure de leur passage devant les détecteurs et de la fin des temporisations liées à chaque gare.

La Figure 1 indique dans les petits encadré l’état de chacune des locomotives (L1 e L2) dans chacune des zones (Gare1, ZoneA, etc.) tel qu’il est affiché sur l’Oled.

L’état des locomotives est initialisé à 99. L’appui sur le bouton de démarrage le fait passer à -1 pour la mise à quai jusqu’au premier détecteur où intervient la première attente. Chaque locomotive prend ensuite le départ vers la gare intermédiaire.
Un interverrouillage évite leur rencontre.

L’automate va faire attendre la première locomotive qui atteint la gare intermédiaire jusqu’à ce que la voie de l’aiguille de sortie soit libre.

Locomotive 1
Etat Loco 199-1012345678910
Position Init Att Av G1 G1 Att ZA ZA Att G2 G2 Att ZC ZC Att G1 Av
Locomotive 2
Etat Loco 299-1012345678910
Position Init Att Av G2 G2 Att ZC ZC Att G1 G1 Att ZA ZA Att G2 Av

Les enchainements sont basés sur le même principe par incrémentation de l’état de chaque locomotive sur passage d’un détecteur ou fin de temporisation (Figure 1).

L’automate semble fiable dans son principe. Il reste à la merci d’un arrêt intempestif d’une des locomotives, ce qui bloque le processus, l’autre locomotive attendant indéfiniment.
Actuellement, les paramètres sont codés en dur :
les adresses :
en ligne 45 : int adresseLoco1 = 68;
en ligne 46 : int adresseLoco2 = 19;
les temporisations :
en ligne 40 : unsigned long tempsA = 5000;  // temps d'attente en gare
en ligne 42 : unsigned long delta_t = 250;  // le pas en ms pour changer la vitesse
les vitesses :
en ligne 64 : int vitesse_max1 = 20; et lignes suivantes.

Les accélérations et décélérations sont obtenues par l’incrémentation/décrémentation de la vitesse par laps de temps delta_t depuis zéro jusqu’à la consigne de vitesse (et réciproquement). On prolongerait la rampe en augmentant cette valeur.

La détection d’adresse d’une locomotive est disponible hors automate (car deux locomotives ne peuvent être sur la voie).
Le UNO est bien utilisé : Utilisation de 85% du stockage de programmes et de 52% de mémoire dynamique.
Il serait possible de prévoir une configuration pendant le démarrage comme dans l’article Réalisation d’un va-et-vient automatique et réaliste et la stocker en EEPROM, mais cela consommerait les derniers octets disponibles qui pourraient servir à déclencher des annonces en gare et gérer une mini signalisation.

Vous avez déjà installé l’IDE Arduino avec l’article Ma première centrale DCC
et savez Installer une bibliothèque.
Vous devez avoir installé la bibliothèque DCCpp.

Bibliothèque DCCpp

Vous placez le répertoire du programme décompressé dans votre répertoire de sketches. (ci-dessous) et vous double-cliquez sur dccpp_vv_2x.ino.
Téléversez le dans votre Nano.

Dccpp_vv_2X

Mise en œuvre

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JPEG - 321.8 ko

Utilisation

Les quatre détecteurs sont figurés par des

Figure 1
Figure 1

On met sous tension le boitier.

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On vérifie le sens des aiguillages tels qu’ils ont été positionnés par le setup du programme.

On place chaque locomotive en amont du détecteur de chaque gare d’extrémité avec l’avant dirigé vers la gare en vis-à-vis.
On lance l’automate par le bouton vert (SEL).

JPEG - 75.7 ko

Chaque locomotive avance vers le détecteur de la gare correspondante et s’arrête progressivement.

JPEG - 78 ko

Après une pause elle démarre progressivement et rejoint le détecteur correspondant de la gare intermédiaire et s’arrête progressivement. Elle marque une pause et attend que l’aiguille devant elle soit libérée par l’avancement de l’autre locomotive.

La détection de chaque locomotive et la fin de chaque attente incrémente son état qui s’affiche sur l’Oled. Ces états sont indiqués sur la Figure 1 et correspondent à sa position sur le circuit. Ils sont détaillés au paragraphe Programme.

A l’arrivée au détecteur de la gare opposée, chaque locomotive s’arrête progressivement. Elle marque une pause et redémarre progressivement en sens inverse quand la voie correspondante de la gare intermédiaire est devenue disponible.

JPEG - 76.3 ko

L’automate boucle ensuite de manière symétrique.
Les changement de position des aiguillages font que le parcours est toujours :
Gare1 → ZoneA → ZoneC → Gare2 et
Gare2 → ZoneC → ZoneA → Gare1
avec circulation à gauche dans la gare intermédiaire. (les adresses des aiguillages sont à configurer si besoin)

On dispose d’un arrêt d’urgence par le bouton rouge (UP). L’automate est relancé par le bouton du codeur.

Et d’une lecture d’adresse par le bouton noir (DOWN) pour une locomotive seule.

Ventilation du boitier

Le boitier est muni d’ouïes sur sa face inférieure. Pour assurer un minimum d’aération, en particulier si vous utilisez une alimentation 18V, vous mettrez des petits plots adhésifs du genre amortisseur de portes sur le fond. Il s’agit de l’échauffement du régulateur de tension qui voit passer le courant pour alimenter les détecteurs. Le 6203 ne chauffe pas en alimentant deux locomotives avec peu de wagons. Aucun problème en 12V.

Ou acheter ?

Où acheter ?, une liste de fournisseurs, et ci-dessous des liens directs :
https://www.ebay.fr/itm/133579690574 TCRT5000 3€ / 1 (IR)
https://www.ebay.fr/itm/303913580250 A3144 3€ / 5 (effet Hall)
https://www.ebay.fr/itm/275121768474 DuPont x4 50cm 6.5€ / x5
https://www.ebay.fr/itm/173476614012 DuPont x3 70cm 4€ /x5
https://www.ebay.fr/itm/173476614012 DuPont x4 70cm 4.6€ /x5 6.5€ /x10 port combiné
https://www.ebay.fr/itm/133569097941 header x1 2€
https://www.ebay.fr/itm/173116586085 header x3 5€
https://www.ebay.fr/itm/163361917688 header female angle x8 5€ /20pcs
https://www.ebay.fr/itm/403601398007 header female angle x10 6€ /10pcs

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