Commande de gare cachée

Bonjour à tous,

Le réseau de Jappy comporte plusieurs gares cachées. La détection du passage des trains se fait par des ILS commandés par les aimants sous les locos. Les ILS contrôlent des relais bistables qui actionnent les aiguilles et contrôlent les zones d'arrêts Z1 à Z3..

La gare cachée de gauche a le plan de voies suivant (communiqué par Jappy).



La gare fonctionne comme suit:

• Supposons qu'il y ait un train en voie 1 et un train en voie 2.
  
• Toutes le zones d'arrêt sont bloquées.
  
• Les aiguilles sont positionnées pour que le prochain train arrive en voie 1 (vide).
  
• Un train arrive sur l'ILS P1, il s'arrête, positionne les aiguilles pour l'entrée / sortie sur voie 2, libère le train en voie 2.
  
• Le train de la voie 2 sort, il passe sur l'ILS P4 et ferme la zone Z2 d'où il vient.
  
• Un train arrive sur l'ILS P2, il s'arrête, positionne les aiguilles pour l'entrée / sortie sur voie 3, libère le train en voie 3.
  
• Le train de la voie 3 sort, il passe sur l'ILS P4 et ferme la zone Z3 d'où il vient.
  
• Un train arrive sur l'ILS P3, il s'arrête, positionne les aiguilles pour l'entrée / sortie sur voie 1, libère le train en voie 1.
  
• Et ainsi de suite...
  

Pour des raisons liées aux longueurs de trains et des voies de la gare cachée, les ILS P1 à P3 sont en fait à l'intérieur des zones d'arrêts. Cela pose un problème si la loco s'arrête très rapidement et reste sur l'ILS. À la sortie du train de la voie suivante, le relais bistable verra ses 2 bobines activées, d'une part par P1, P2 ou P3, ainsi que par P4. Le bon fonctionnement dépend donc de la vitesse du train et de son inertie.

Pour éviter cela, je propose d'intercaler un microcontrôleur qui génère des impulsions de commande courtes pour les relais bistables, même si la loco reste sur un ILS. Comme Jappy dispose d'un stock de relais bistables en format circuit intégré, nous les ré-utilisons dans ce montage, même s'il aurait été possible d'utiliser des relais ordinaires.

Le montage proposé est le suivant:



Un microcontrôleur Attiny2313 reçoit en entrée les 4 ILS P1, P2, P3 et P4. Pour débloquer des situations problématiques, des boutons poussoir sont montés en parallèle de chaque ILS.

Un ULN 2003 assure l'interface entre les sorties numérique de l'Attiny2313 et les bobines des relais bistables. Il y a 3 paires de relais pour les 3 voies de la gare cachée, de manière à avoir suffisamment de contacts.

3 paires de leds rouge / verte indiquent l'état de chaque paire de bistables pour un contrôle visuel.

Profitant de la présence d'un microcontrôleur, nous nous sommes dit qu'il pourrait assurer une sécurité supplémentaire et produire une alarme si le train n'est pas sorti au bout d'un certain temps. À cet effet, un relais supplémentaire permet par exemple de couper une alimentation traction dans un tel cas. De plus, les leds indiquant l'état se mettent à clignoter pour signaler cette situation. Enfin, le délai entre l'arrivée d'un train en P1, P2 ou P3 et l'activation de l'alarme est configurable via 3 jumpers.

Le "routage" sur une carte à bandes ainsi que le développement du programme sont en cours.

À suivre...

C'est bien compliqué ton système, il y a plus simple

Il serait bien de prévoir le cas ou il n'y a que 2 trains qui circulent...

Bonjour à tous,

Merci pour vos contributions !

patniste a écrit:

C'est bien compliqué ton système, il y a plus simple

Ce n'est pas tant compliqué que cela. La version actuelle du système comporte déjà les ILS et les relais bistables. Les 4 ILS sont gérés de manière indépendante par le microcontrôleur qui génère les impulsions de commande des 3 paires de relais. La gestion de la commande d'erreur pour les trains qui ne sortiraient pas de la gare cachée et donc ne passeraient pas sur l'ILS P4 est une fonction supplémentaire facile à ajouter dans le programme du microcontrôleur.

J'avais imaginé une solution analogique pour créer ces impulsions bien calibrées à partir des signaux des ILS, mais il faut plus de composants électroniques.

CleoN a écrit:

Il serait bien de prévoir le cas ou il n'y a que 2 trains qui circulent...

Le réseau de Jappy est suffisamment grand pour garantir que suffisamment de trains y circuleront et donc que la gare cachée contiendra toujours 2 trains.

On pourrait cependant imaginer une modification du programme du microcontrôleur pour gérer ce cas à l'aide de timeouts.

SavignyExpress a écrit:

J'avais imaginé une solution analogique pour créer ces impulsions bien calibrées à partir des signaux des ILS, mais il faut plus de composants électroniques.

Bonjour SavignyExpress
Juste une petite remarque que m'inspire ta réponse à PatNiste :
Pour moi, la complexité d'un montage ne se mesure pas qu'au nombre des composants. La complexité du soft est également à prendre en compte pour les futurs dépannages ou pour remédier aux éventuels dysfonctionnements aléatoires.
Je ne parle évidemment pas des cas où la logique programmée est indiscutablement la seule technologie pertinente (qui imaginerait un décodeur DCC réalisé avec de la logique câblée et des composants discrets ?...), mais des cas où l'emploi de l'une ou l'autre de ces technologies est défendable.

En termes de prix de revient, peut-être y a-t-il quelques euros d'écart, mais est-ce déterminant lorsqu'on ne se lance pas dans la fabrication d'une série de 1000 unités ?  

En termes de pérennité et disponibilité des composants, l'avantage est bizarrement plutôt du coté des vieilles technologies ! On trouve toujours très facilement et à très bas prix des composants qui ont été conçus dans les années 70, alors que la durée de vie commerciale des produits de haute technologie est bien plus courte.

Cela dit, j'admire ce que tu réalises. Ma remarque se veut de portée générale et ne concerne pas spécifiquement ce système que tu as la gentillesse de décrire sur le forum.

Pour ma gare cachée j'ai utilisé des aiguillages en contact permanent à l' entrée suivi d' un ILS sur chaque voie et en sortie des aiguillages dits intelligents ( coupent le courant ) avec une coupure sur le rail de droite qui sert de section d' arrêt entre la coupure et l'aiguillage
Photo des aiguillages d'entrée

Il ne reste plus qu'à connecter les aiguillages d'entrée et sortie ensemble deux à deux et positionner un inter on/off sur l'alim des ILS pour les neutraliser si besoin
Il manque le mot " ouvre " au bord de la photo

Patniste, ton schéma m'intéresse: pourrais tu le compléter par les coupures de rails figurant les cantons: ceux-ci se bornent-ils à une seule zone d'arrêt ou cette zone est-elle précédée d'une zone de ralentissement?
Merci.

Voilà le complément d'information

ne pas oublier que c'est en analogique donc en digital il faut adapter les zones en conséquence
Là on arrive de la gauche vers la droite . La zone de ralentissement est en raccourci ainsi que la zone d’arrêt

Merci patniste : c'est tout à fait c qu'il me fallait: je vais adapter ton schéma à ma gare cachée.

Bonjour à tous,

Voici mes réponses et remarques au sujet des dernières contributions.

Pérennité et disponibilité des composants discrets
Les arguments de Dmarrion me paraissent tout à fait pertinents. Les composants discrets sont largement disponibles et, pour la plupart, produits par plusieurs fournisseurs ce qui garantit la disponibilité.

Les microcontrôleurs AVR produits par Atmel existent depuis la fin du 20ème siècle et sont largement répandus, mais il n'y a qu'un seul fournisseur.

Pour le dépannage d'un montage à microcontrôleur, il faut bien entendu connaître ce que fait le programme et un ordinateur est indispensable pour corriger le programme. En revanche, la correction du programme offre plus de flexibilité que la modification d'un montage à composants discrets.

Il n'y a pas un meilleur choix. Tout dépend des besoins et des contraintes.

Solution sans électronique
La solution de Patniste est intéressante car elle est beaucoup plus simple.

J'ai par contre quelques craintes avec la commande directe des aiguilles par les ILS. Le courant important consommé par les moteurs d'aiguille a de fortes chances d'endommager les ILS.

La solution d'origine de Jappy faisant appel à des relais bistable réduit déjà ce risque car les bobines des bistables sont moins gourmandes en courant. Une solution électronique fait encore mieux à cause de la sensibilité plus élevée des entrées. Dans le cas montage que je propose, c'est au max 1 mA qui circule dans l'ILS.


Je vous souhaite à tous une agréable fin de semaine.

SavignyExpress a écrit:

Une solution électronique fait encore mieux à cause de la sensibilité plus élevée des entrées. Dans le cas montage que je propose, c'est au max 1 mA qui circule dans l'ILS.

c'est un argument non négligeable effectivement

DMARRION a écrit:

....

En termes de pérennité et disponibilité des composants, l'avantage est bizarrement plutôt du coté des vieilles technologies ! On trouve toujours très facilement et à très bas prix des composants qui ont été conçus dans les années 70, alors que la durée de vie commerciale des produits de haute technologie est bien plus courte.

Si un micro-controleur disparaît, on a de bonne chance de le retrouver intégrable dans un EPLD OU UN FPGA.

C'est déjà le cas pour des composants beaucoup plus complexes.

Évidement, le coût de revient augmente....

sujet très intéressant, merci de l'avoir lancé savigny
c'est malheureusement trop complexe pour moi qui ai horreur de tout cela.

J'envisage pour un futur hypothétique projet de réseau une gare cachée automatisée, mais ce sera seulement ILS et bystable et pas de programmation microcontroleur.

Bonjour à tous,

CleoN a écrit:

Si un micro-controleur disparaît, on a de bonne chance de le retrouver intégrable dans un EPLD OU UN FPGA.

C'est déjà le cas pour des composants beaucoup plus complexes.

Évidement, le coût de revient augmente....

Sais-tu si les environnements de développement / programmation de FPGA sont accessibles pour l'amateur comme c'est le cas pour les microcontrôleurs ?

ptitrainrouge a écrit:

c'est malheureusement trop complexe pour moi qui ai horreur de tout cela.

Si tu souhaites découvrir ce monde passionnant, l'excellent site www.locoduino.org permet de démystifier tout cela avec une approche très progressive et pédagogique. Par ailleurs, tu trouveras toujours des membres du forum du N prêts à répondre à tes questions.

Bon début de semaine et à bientôt.

J'ai eu l'occasion d'utiliser Quartus de chez Altera au boulot, mais c'était il y a longtemps et c'est pas moi qui sortait le chéquier.....

Il existe probablement une version d’évaluation avec des fonctions limitées et une durée d'utilisation limitée aussi.

Un petit tour sur le site d'Altera devrai te renseigner.

Merci à Savigny Express pour le temps investi et ses solutions à mes problèmes de gares cachées.
C'est le talon d’Achille de mon réseau.
Après avoir réussi à solutionner ma gare principale qui fonctionne à merveille.
Et merci à vous tous pour vos contributions.
Amicalement de Suisse jappy.

La canicule terminée, les combles sont à nouveau accueillantes et je reprends cette réalisation.

Quelques derniers tests pour s'assurer que les relais bistables fonctionnent bien avec un ULN2004 (circuit intégré comportant 7 Darlington) comme interface de puissance et je pourrai passer à la réalisation de la carte.

SavignyExpress a écrit:

La canicule terminée, les combles sont à nouveau accueillantes et je reprends cette réalisation.

.

j'ai eu le mêm problème et dire que ça va chauffer de nouveau

bon courage

Bonjour à tous,

Voici la reprise des travaux.

Tout d'abord un léger changement dans le schéma car j'avais inversé les sorties de travail des relais bistables !



Ensuite, l'implantation des composants sur une carte à bandes. Y-a-plus qu'à souder...

Bonsoir à tous,

Après mise au point et correction de quelques erreurs, la carte de gestion de la gare cachée du réseau de Jappy est fonctionnelle en test.

J'ai quelque peu ramé avec la carte à bandes et un câblage plus complexe que prévu. Une bonne motivation pour passer aux circuits imprimés pour la 2ème gare cachée.

J'ai aussi dû changer le régulateur de tension 78L05 destiné à produire le 5V destiné au microcontrôleur et aux leds de contrôle par un LM317 & un radiateur. En effet, 3 leds à 15 mA tirent déjà 45 mA et le régulateur devait absorber une différence d'une dizaine de volts entre l'entrée et la sortie (l'entrée est une sortie accessoires redressée et filtrée), ce qui l'échauffait beaucoup. J'aurais dû choisir des petites leds à faible courant (2 mA). Ce sera pour la 2ème gare cachée aussi.

Petite simplification du programme au passage. Si aucun train ne sort au bout d'un temps (configurable par les jumpers), on se contente de simuler le passage sur l'ILS P4 sans que l'utilisateur n'ait à quittancer cette condition. Ainsi, lorsque la gare cachée est initialement vide, on peut la remplir sans attendre qu'un train sorte, situation qui pose problème avec la solution électromécanique actuelle.

Il y a un bistable et un connecteur en trop sur la carte, peut-être que nous les dessouderons...

Il reste à intégrer cette carte au réseau...

Bonsoir à tous,

Voici le résultat en images.

Tout d'abord la carte alimentée par la sortie accessoire d'un transfo. Un ILS test est connecté à gauche accompagné d'un wagon équipé d'un aimant. Les leds permettent de visualiser l'état des bistables des 3 voies de la gare cachées. Les connecteurs à droites alimenteront les aiguilles et zones d'arrêt.



Le verso de la carte à bandes comporte beaucoup de connexions.

Bonjour à tous,

Hier soir nous avons relié la carte au réseau de Jappy. Grâce à la documentation rigoureuse de l'ancien système établie par Jappy, le remplacement des bistables Roco par la carte s'est fait en 2 heures !

Les tout premiers tests sont concluants, à confirmer par une exploitation sur une plus longue période.

Bonjour à tous,

Une modification du programme du microcontrôleur est en cours pour garantir que les bistables sont réinitialisés avant toute autre action lors de l'arrivée d'un train.

Cette solution offrira les avantages suivants:

• Si un bistable est resté en position "set", l'arrivée d'un train sur une autre voie peut potentiellement, avec la solution actuelle, mettre un autre bistable en position "set". Selon le câblage des aiguilles, il peut alors y avoir un conflit sur les 2 solénoïdes et abréger la durée de vie du moteur d'aiguille.
  
• Compatibilité avec un système de contrôle de sortie des trains de la gare cachée piloté par la gare principale en aval de la gare cachée. Ce système coupe l'alimentation de la gare cachée si un train ne peut pas en sortir car pas de place en gare principale. Avec le timeout sur la sortie, s'il survenait avant que le train ne sorte, il restait définitivement bloqué sur la zone d'arrêt, bloquée suite au timeout.
  

Le programme est en test en simulation. Il devrait être possible de le téléchargé dans le microcontrôleur la semaine prochaine pour les tests sur le réseau de Jappy.

Bonne fin de semaine.

Bonsoir
Voici le TCO et ses entrailles

Magnifique, le TCO !