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vendredi 23 février 2024

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LES SATELLITES AUTONOMES : une nouvelle approche du concept de Satellites Locoduino. (1)

Genèse du projet et principes généraux

.
Par : bobyAndCo

Plusieurs membres de Locoduino ont travaillé en 2018 sur un concept innovant en modélisme ferroviaire, « le Satellite ». Projet qui avait été présenté au salon du modélisme ferroviaire à Orléans en 2018 et qui a fait l’objet d’une série d’articles dans Locoduino.

La carte Satellite V1 (1) (et suivants)

En cherchant de nouveaux développements pour ce projet qui le mérite, je suis passé par différentes étapes qui m’ont conduit à proposer ce nouveau concept.

Par sa simplicité de mise en œuvre et le fait qu’il ne nécessite plus aucune intervention une fois installé, je suis convaincu qu’il répond aux besoins et aux attentes d’un certain nombre de modélistes, en particulier pour des petits et moyens réseaux, pour des dioramas et aussi des va-et-vient par exemple.

C’est un concept limité à ce stade. Il ne fonctionne qu’en numérique DCC (DCC++, DCCpp, DCC-Ex...) et nécessite que les locomotives soient équipées pour la détection Railcom©.

Il est cependant très évolutif comme je le présenterai à la fin de ces articles.

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Le concept de satellite :

Le concept de satellite dans le domaine du modélisme ferroviaire est particulièrement innovant à de nombreux égards, en particulier en ce qu’il s’agit de modules multifonctions et polyvalents, répartis sur le réseau et communicants sur un bus unique en CAN.

C’est sur cette base et sur ce concept que je me suis appuyé en y ajoutant une application de gestion de réseau ne nécessitant aucune gestion centralisée et où chaque satellite dispose en interne de son propre gestionnaire pour assurer différentes tâches :

  • Détection de présence
  • Détection Railcom
  • Signalisation lumineuse
  • Commandes de locomotives, ralentissement, arrêt…
  • Commandes d’aiguillage (réglage simple des courses de servos moteurs)
  • Communication avec les autres satellites par bus CAN

Il s’agit bien d’une application complète implantée dans chacune des cartes d’où le nom de satellite autonome.

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Vue d’une carte satellite autonome
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Déploiement d’un système complet de satellites autonomes sur un réseau simple.

Les principaux avantages :

  • Tout d’abord pouvoir se dispenser d’une gestion de réseau centralisée qui mobilise souvent un ordinateur (JMRI, Rocrail…).
  • Une simplicité extrême de la mise en œuvre sans aucune programmation pour l’utilisateur.
  • Un seul programme pour toutes les cartes.
  • Facilité en cas d’extension du réseau par simple ajout d’un nouveau satellite à l’intérieur du réseau et quelques manipulations.
  • Un câblage réduit puisque courant et communication transitent dans un seul câble RJ45.

L’idée générale que sous-tend les SATELLITES AUTONOMES est d’offrir un outil fiable avant tout pour la sécurité du réseau, l’animation de la signalisation et le plaisir du jeu en pilotage manuel. L’utilisateur étant assuré qu’il n’y aura pas de dégâts ni de collisions dans le cas où la commutation d’une aiguille aurait été oubliée ou qu’un convoi soit immobilisé sur un canton sur lequel notre locomotive voudrait s’engager à grande vitesse.

Le second principe directeur est la simplicité extrême pour la mise en œuvre et le déploiement ne nécessitant que peu de connaissances et d’interventions de la part de l’utilisateur.

Principes généraux.

Je me suis interrogé sur la question de savoir si un satellite, associé à un canton, ne pouvait pas assurer toutes les fonctions liées à l’état des équipements de voie (aiguilles), à l’occupation des cantons environnants, à la signalisation, aux commandes à adresser aux locomotives pour adapter leur comportement (vitesse, klaxon etc…) ?

Avec le bus CAN qui présente la particularité de pouvoir échanger des messages « broadcasts », chaque satellite connait en temps réel l’état des tous les cantons de son environnement. Disposant de toutes les informations qui lui sont nécessaires, il lui est alors possible de prendre seul les décisions appropriées à la gestion de réseau.

Voilà résumé ce qu’il y a derrière l’expression « satellite autonome ». Un satellite sans gestion centralisée et surtout sans paramétrage fastidieux.

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Quelques cartes satellites autonomes installées sur mon réseau.

Dans la version actuelle, les possibilités offertes sont particulièrement bien adaptées pour des petits et moyens réseaux, des dioramas, des va-et-vient sur lesquels je dirais, il n’y a qu’à poser les satellites à proximité des cantons, souder quelques fils, procéder à la reconnaissance mutuelle, régler les valeurs de servos moteurs d’aiguilles et c’est tout. Il est possible d’utiliser son réseau avec trois satellites pour en tester le comportement et d’ajouter un quatrième, puis un cinquième puis tous les autres. Rien de ce qui a déjà été fait n’est remis en cause.

Les satellites autonomes permettent de couvrir les besoins de la grande majorité des modélistes. Je suis bien conscient et j’assume le fait que cela ne répondra pas par exemple aux besoins d’une vaste gare cachée avec de nombreuses aiguilles ni encore à ceux d’un grand réseau complexe.

Voilà donc posés les principes généraux et la philosophie de ces satellites autonomes. Nous allons par la suite aborder l’aspect matériel et l’infrastructure ainsi que les principes de mise en œuvre.

Pour vous donner un petit aperçu, voici une situation filmée sur mon réseau. La locomotive à vapeur 231G quitte un premier canton pour se rendre sur le suivant. La signalisation du premier canton bascule du vert au rouge. La petite 030T arrive à son tour dans le premier canton. Elle est ralentie dès qu’elle est détectée (une commande est directement envoyée à la centrale DCC) puis elle s’arrête au moment où elle franchie le capteur en extrémité de canton.

Pour conclure ce premier article, je vais apporter une réponse à la question que vous vous posez certainement : Combien cela coute t’il ?

J’ai donc dressé un petit tableau du prix des principaux composants pour les cartes satellites et les cartes Railcom.

Je n’ai pas cherché à minimiser les prix. Bien au contraire, j’ai choisi comme référence ce qui se pratiquait chez les fournisseurs comme TME ou Mouser.

Il est évident que si vous vous approvisionnez sur des sites chinois, le prix des ESP32 par exemple seront inférieurs.

Par ailleurs, je me suis basé sur un équipement complet pour la carte satellite, mais il est probable que vous n’aurez à installer qu’un seul 74HC595 et un seul ULN2803 pour la signalisation. Ou pas du tout si vous n’installez pas de signalisation. Il en va de même pour certains borniers ou pour les prises RJ45 que vous pouvez trouver à moindre prix.

Chacun estimera si cela lui semble raisonnable ou non mais il faut juger au regard des avantages que cela peut vous apporter.

C’est ce que je développerai dans les articles à suivre.

Vous pouvez me faire part de vos réactions à ce sujet (et à d’autres) sur le forum : https://forum.locoduino.org/index.p...

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