FANDOM


Pro analogové kolejiště v modelářském "klubu" potrřebuji vyřešit "zpětný ohlas" - vlastní detekci a zobrazení LEDkami na pultu. Jednak světýlka vypadají "hezky", jednak v tunelu jsou odstavné koleje, kde může čekat souprava na výměnu. V neposlední řadě, jako v jiných případech se detekce dá použít k "malé automatizaci", například pro shození návěstidla na červenou, pokud na koleji kam míří výhybky stojí vlak.

Požadavky:

  • analogové řízení trakce
  • proudová detekce obsazení
  • detekce za jízdy i při stání
  • informace o obsazení k dispozici v kolejišti, nejen v pultu
  • možnost zapojení "cizích" prvků, již vyvinutých
  • optosnímače (reflexní, optozávory)

Trochu omáčky k výchozím požadavkům

Na indikaci obsazení u analogu je materiálů celkem dost. Spínací koleje jsem rovnou z kandidátů na obsazení vyřadil: jedná se o "bodový" kontakt, já bych potřeboval detekovat celý úsek. Našel jsem zapojení proudových detekcí, většinou ale trpí vadou: buďto se zobrazuje jen umístění *jedoucích* souprav, nebo umístění *stojících* souprav (např. viz Mašinky2003 http://masinky2003.wz.cz/indikace_obsazeni.html). Potíž je, že regulátor občas vypíná napájení (resp. to poklesne pod úroveň nutnou k rozsvícení optočlenu). Nebo zase sepnutí napájení přemostí optočlen takže při rozjezdu indikace zhasne. Systém p. Wimmera ve Žďáru používá relé k zapamatování stavu - relé jsou dnes již drahá, velká a moc žerou.

Stávající řešení obvykle provádějí detekci uvnitř pultu, kde je možné nakrmit napětím ze spínaného úseku LEDku - a informace o tom, že je úsek obsazený "chybí" v kolejišti, kde se dá použít. V mém případě plánuji použití pro "shození" návěstidel na červenou, když souprava přejede na zhlaví.

Proto jsem se rozhodl vyjít z řešení Fuldy pro digitální kolejiště a mírně jej upravit pro účely analogového. Protože jsem doposud neovládl ladění na PIC platformě (a program, který funguje "na první dobrou" jsem už nenapsal léta), rozhodl jsem se pro použití Arduina, které se programuje relativně pohodlně.

Zapojení proudových detektorů

Výhoda použití Fuldova DCC udělátka je v tom, že informace "jsem obsazená" se akumuluje ve střadači 4044. Stejný princip jako relátka p. Wimmera. Oproti "tradičnímu" Fuldově zapojení pro DCC je v analogovém případě nutné použít optočleny s antiparalelními LED, aby detekce fungovala v obou polaritách. Pokud má detektor fungovat jen pro jeden směr, předřadí se další dioda. Sběr dat do pultu je zařízen stejně jako u DCC - S88N: všechny detektory jsou pospojované do dlouhé šňůrky.

Vypnutí napětí v úseku (odstavení soupravy) se řeší tak, že pultový přepínač ve skutečnosti napětí nevypíná. Úseky jsou trvale připojené na regulátor přes odpor cca 1kOhm (pozor na výkon: 0,25W rezistory to asi nevydrží); podle pokusů je to dost na to, aby se motorek neroztočil ani nevrčel. Zato však mohou svítit světla. Spínací tlačítko pak tento odpor přemostí - proud je k dispozici bez omezení. Zbývá poslední případ vypnutí regulátoru. Ten hodlám řešit blokováním signálu RESET při vypnutém regulátoru: ve střadačích zůstane zapamatovaná poslední hodnota. V původním návrhu deska S88 enkodéru přímo detekuje napětí regulátoru a případně blokuje RESET. Až pak mně napadlo tuto detekci provést centrálně a posílat na víceméně nevyužitém vodiči S88N - tak je možné se až v enkodéru rozhodnout (např. jumperem), zda RESET má či nemá záviset na stavu regulátoru.

Výstupy střadačů jsou vyvedené na kolíkovou lištu. Pod kolejištěm je tak možné získat informaci volno - obsazeno ve formě 0/5V.

Vyhodnocení a zobrazení

Za základ mi opět posloužilo Fuldovo S88 Display, které vychytrale snižuje počet konektorů potřebných k zapojení indikačních LED maticovým uspořádáním. Přidal jsem jen jiný řídící obvod (Arduino) a detekci napětí regulátoru. Protože v pultu plánuji také TCO (pro zpracování tlačítek a spínačů), a Arduino má docela dost nožiček, vyvedl jsem z FBO kolíkovou lištu (nebo spíš konektor se zámkem) kam se připojí TCO jako rošiřující deska bez Arduina (ale pozici na Arduino obsahuje pro ty z kolegů, co chtějí jen TCO).

Arduinu ponechávám volné hw USB pro programování a komunikaci - plánuji přidat konzoli pro konfiguraci a diagnostiku.

Schema a DPS

Schema je obrovské (plochou). Přeuspořádané vodiče mezi obvody je daň za uspořádání na desce - SW v Arduinu může přeházení kompenzovat.

AnalogFBO-B-1

Návrh DPS

AnalogFBO-B-1-board
Community content is available under CC-BY-SA unless otherwise noted.