Moteurs d'aiguillage à servo-moteur

Bonjour,

J'ai décidé de fabriquer moi-même mes moteurs d'aiguillages, ceci pour plusieurs raisons:
- d'abord pour le plaisir de les construire
- ensuite car il m'en faut une quarantaine et que je trouve le prix prohibitif dans le commerce, même s'il est justifié.
- d'autre part je voulais un mouvement lent et réaliste.

Je me suis donc tourné vers une solution à base de servo-moteurs.

Les servo-moteurs utilisés sont des HobbyKing HK15178  (2,45€/pièce port compris)
Le servo est monté sur une chute de circuit imprimé à bandes pré-imprimées

J'ai rajouté un micro rupteur pour commuter éventuellement une led rouge et une led verte pour signaler la position de l'aiguillage
sur un TCO.
On peut voir que sur le palonnier, j'ai collé une petite chute carte plastique pour actionner la palette du micro-rupteur.
Elle a une découpe spéciale qui permet en cas de mouvement brusque du servo, lorsque le +5v est connecté (ce qui arrive souvent
avec les servo), de rester en contact avec la palette. Sans celà, en cas de mouvement brusque, le palonnier se dégage de la palette,
puis pars dans l'autre sens en passant sous la palette, et là on casse tout.

La corde à piano diamètre 0,6mm qui est relié à l'aiguillage est guidée dans un petit tube de laiton de 1mm de diamètre intérieur.

L'élasticité de l'ensemble est donné par la partie verticale de la corde à piano qui plie légèrement lorsque les lames de l'aiguille
arrivent en position.

L'ensemble est relié à une autre plaque de circuit imprimé par 4 colonnettes métalliques donnant la rigidité à l'ensemble.

Les servo-moteur sont commandés par un Arduino Uno qui gère également l'alimentation des pointes de coeur.
La gestion des pointes de coeur est complètement électronique, avec déconnexion de la pointe au milieu du mouvement du servo, et
connexion à la fin du mouvement. Ainsi point besoin de modifier les aiguillages et pas de risque de court-circuit.
Le logiciel utilisé dans l'Arduino est celui de ArCoMoRa qui est hyper simple et pratique à utiliser.
On peut régler la position du servo au degré près pendant la configuration.

Maintenant que j'ai un prototype qui fonctionne, je vais pouvoir faire les autres en série

Le moteur seul revient à peu près à moins de 5,00€







Et, lorsqu'il fonctionne c'est un régal de voir les lames d'aiguilles se déplacer tout doucement.

Cordialement

Effectivement une bonne solution merci

J'ai monté mes servos comme ceci,

C'est tout simple, les inverseurs sont dans le décodeur Ulhenbrock 67810

Bonjour,

Mes moteurs ne sont pas reliés à un décodeur, c'est l'Arduino qui sert à la fois de décodeur et de générateur d'impulsion pour les servos.

Je trouve les décodeurs trop chers quand on a un grand nombre d'aiguillages, alors qu'un Arduino coûte 2,50€ et peut assurer le décodage pour 8 aiguillages.

Mon montage est un peu plus complexe car je voulais une véritable rétro-signalisation de la position de l'aiguillage, c'est le micro-rupteur qui assure cette fonction. On est ainsi sûr de la position effective de l'aiguillage.

Bravo également pour ton montage qui est intéressant.

Cordialement

bonjour Pierrepv

Juste une petite explication pour éclairer ma lanterne :

Je ne comprend pas très bien comment le micro-rupteur peut te donner l'assurance de la position effective de l'aiguillage.
D'après ce que je comprend de ton montage, le micro-rupteur te donne l'assurance que le servo a bien changé de position, mais cela ne donne pas la position des lames de l'aiguille (l'aiguillage peut être bloqué alors que le servo a tourné)

A moins qu'il y ait quelque chose qui m'échappe.  

Merci de tes précisions

Amicalement
Michel

Bonjour,

Tu as raison, le micro-rupteur n'indique que le fait que le servo ait tourné, mais c'est déjà pas si mal.

Ca m'ennuyait de ne pas savoir où était physiquement le servo, car après tout on n'est pas à l'abri d'une défaillance de l'électronique, côté Arduino. Là, sur mon logiciel de gestion de réseau, en début de session j'ai un interrupteur virtuel qui met tous les aiguillages en position droite. Sur mon panneau de contrôle, tous mes voyants doivent passer au vert, et je suis sûr alors de la position de mes servos.

Ensuite les servos sont reliés aux lames d'aiguilles par une corde à piano guidée dans un tube laiton, il y a fort peu de risques pour qu'il se passe quelque chose à ce niveau, sauf un obstacle au niveau des lames d'aiguilles, mais là comment faire pour le détecter?

Cordialement

Bonjour,

Pour relier les lames d'aiguilles au servo, la corde à piano passe dans un tube laiton soudé sur une plaque de circuit imprimé, au ras de l'aiguillage, comme on le voit sur la photo ci-dessous.



On pourrait, à cet endroit-là, en allongeant la plaque de CI, fixer le micro-rupteur sur la plaque ce CI, et le domino qui relie les 2 cordes à piano (celle reliée au servo et celle reliée à l'aiguille) pourrait actionner le micro-rupteur. Ainsi on testerais vraiment le déplacement des lames d'aiguilles.

Mais ça me parait compliqué à mettre en oeuvre et à régler.

Peut-être une idée à creuser.

Cordialement

Bonjour,

Super projet, c'est vrai que c'est sympa d'avoir un rappel de la position de l'aiguille et si je comprends bien, même si je ne sais pas comment ça fonctionne, il permet de contrer les soucis de mouvement brusque à l'allumage. Si on veut empêcher ce problème, j'ai lu qu'une bonne solution serait de prendre des servos numériques et non pas analogiques, la différence de prix est minime pour le confort que ça apporte en plus (2,11 € le servo analogique et 2,93 € le servo numérique chez HobbyKing). Malheureusement je ne le savais pas ça quand j'ai commandé mes servos, je me demande si je ne vais pas les changer car ça arrive que ça sorte de l'aiguille à certains allumages, c'est pénible et ça peut endommager les aiguilles.

Pour ma part, j'ai testé 2 solutions l'été dernier en chiffrant le montant total pour controller 12 aiguilles avec alimentation de la pointe de cœur (alimentation pas encore installée, sur mon réseau de test mes aiguilles passent bien sans alimenter les pointes) en DCC :
- La solution Digikeijs avec :
  - 3 kits servo (DR4024 + 4 servos + cables) 3 x 58 -> 165 €
  - 3 modules pour pointe de cœur -> 3 x 25 -> 75 €
  -> total 237 € (/ 12 = 20€ par aiguille) (mais on serait à 177 € ou 15 € par aiguille en prenant des servos ailleurs que chez Dijikeijs) et le coût par aiguille reste identique si on en rajoute d'autres

La solution Mega Points Controllers :
  - Une carte module DCC 35 €
  - Une carte Servo Controller pouvant controller 12 servos 73 €
  - Une carte pour controller 12 relais 42 €
  - 3 cartes de 4 relais 3 x 2 € (achetée ailleurs sur Internet car beaucoup moins chère)
  - 12 servos 24 €
  -> 180 € soit 15 € par aiguille mais l'avantage c'est que si l'on veut rajouter des servo, on ne paye plus la carte DCC (une seule suffit), ça fait baisser le coût par servo à 12 €

J'ai plusieurs produits Digikeijs, mais j'avais eu quelques problèmes avec leur solution pour les servos, la solution Mega Points Controllers était moins cher, j'ai fait l'essai. Ça fonctionne bien (mis à part les sauts à la mise en route et pour ça le fabricant conseille de régler les servos pour utiliser toute leur course et jouer avec la longueur des cornes du servo pour réduire le mouvement qui est très court en N). Entre-temps Digikeijs m'a remplacé (merci pour ça, le support après vente est super !) mon module Servo et ça fonctionne bien aussi depuis.

L'avantage de la solution Digikeijs est (mis à part le support après vente qui est génial comme dit plus haut), c'est que comme chaque boitier contrôle 4 aiguilles, on a moins de fouillis de cables car on peut les installer plus proche des points, chez MPC, la carte fait 12 servos donc il faut installer des fils jusqu'à tous les servos, ce n'est pas un problème sous un gare mais dans une voie normale, avec une grande distance entre les points, ça peut poser souci.

L'avantage de la solution Mega Points Controllers, mis à part le coût inférieur par point, c'est que ça fait partie de tout un ecosytème du fabricant pour avoir un TCO bien foutu avec des leds, etc....

Avec votre solution, si elle est fiable et qu'elle fonctionne en DCC avec un coût à 5€ par aiguille, soit 3 à 4 fois moins que les autres solution, c'est génial ! Je suis intéressé pour un test si possible, si vous avez la liste du matériel ainsi que le schema de montage et le sketch pour l'Arduino !

Pour le montage des servos, j'ai modélisé une pièce à imprimer en 3D qui fonctionne bien et qui correspond à peu près au montage de Moulardjl.

Bonjour,

Plusieurs réponses à faire:

D'abord en ce qui concerne le coût:

Attention, j'ai précisé que la fabrication du moteur seul me revenait à 5€.

Il faut ajouter à celà le système de commande des servos. J'utilise le système ArCoMoRa (voir le site
https://www.arcomora.com/ à la rubrique MARDEC)

Avec un Arduino Uno et en commandant chaque pointe de coeur avec 2 relais pour une sécurité maxi, on a les coùts suivants:

- un Arduino Uno clône chinois avec puce CH340G:  6,90€ port inclus et encore, je l'ai payé trop cher.
- une platine 8 relais : 5,12€ port inclus
- un shield ArCoMoRa : environ 5€.

soit : 6,90 + 5.12 + 5 = 17,02 pour 4 aiguillages, soit 17,02/4 = 4,25€/aiguillage
et encore je ne commande que 4 aiguillages, on pourrait en commander 5 ce qui fait tomber le prix à 3,40€/aiguillage.

En rajoutant le prix de la fabrication de l'aiguillage, environ 5€, on arrive entre 8 et 10€ l'aiguillage.

En ce qui concerne le retour de la position de l'aiguillage:
Le micro-rupteur que j'utilise ne sert qu'à savoir la position physique réelle de l'aiguillage. Il ne résous en rien le problème d'oscillations incontrôlées du servo.
On peut très bien s'en passer, ce qui simplifie encore le montage.

Concernant les mouvements aléatoires du servo à la mise sous tension, c'est un problème récurent de tous les servos.
On peut pour éviter celà:
- utiliser une alimentation séparé qui n'alimente que les servos, la masse de cette alimentation étant commune avec celle qui assure la commande du servo.
- commuter cette alimentation avec un léger retard de quelques secondes par rapport à la logique de commande.
En effet, lorsque le servo est alimenté, il ne sait encore pas dans quelle position se mettre puisque l'électronique de commande n'a peut-être encore pas envoyé le signal, le temps que l'électronique s'initialise, et le servo tourne dans tous les sens sans parvenir à se caler.
Donc dans l'ordre, commuter l'électronique de commande, puis avec du retard commuter l'alimentation des servos.

Cordialement

Bonjour,

Je viens de découvrir ce sujet de discussion et comme je fabrique également moi-même mes moteurs d'aiguilles à base de servomoteurs, je me permets de vous les présenter.

- mouvement lent, assez silencieux
- 2 séries de contacts de fin de course
-- pour commutation d'alimentation du coeur d'aiguille
-- pour signaler la position de l'aiguille
- commande par décodeur DCC fait maison à base d'Arduino Nano (le décodeur permet également si on le souhaite de commander les aiguilles par boutons poussoirs)
- une bonne gestion de l'alimentation du moteur permet d'éviter les mouvements brusques au démarrage (comme indiqué précédemment par pierrepv)
- l'angle et la vitesse de rotation sont configurables dans le décodeur pour un ajustement parfait

Voici à quoi ça ressemble une fois monté:



L'exemple présenté a des contacts du type Peco PL-32 'sans le ressort de rappel), mais j'avais une réserve de contacts similaires moins chers.
J'avais testé des micro-rupteurs mais je trouvais que le "clic" amplifié par le plateau du réseau était trop sonore.
Aujourd'hui je trouve que ces contacts sont chers par rapport au prix global du montage, je vais tester des micro-rupteurs plus silencieux que je viens de trouver.

Je peux donner tout détail complémentaire à qui le souhaite.

Cordialement,
Dominique