Sistema 12V dei treni... ma per i PF

[Gabri.Check]

Salve a tutti, sono un nuovo socio. Essendo un appassionato di elettronica e programmazione, anni fa mi chiesi se fosse possibile controllare i treni della serie PowerFunctions come se fossero dei treni a 12V. Chi ha mai visto un layout con questi treni, ha sicuramente notato che LEGO forniva tantissimi accessori come scambi, semafori, passaggio a livello, ...  tutti controllabili "a distanza" tramite delle pulsantiere creando dei veri e proprio quadri di comando. 

Durante il 2023 ho realizzato una centralina con un Arduino mega che mi permetteva di emulare quello che si poteva fare, per l'appunto, con il sistema a 12V. Ho provato il sistema a una mostra locale (Trenini in Mostra a Carnate) e ha funzionato egregiamente. 

In allegato lascio il "manuale utente" che sto scrivendo e delle foto del mio piccolo diorama furante la mostra (non compro molti set LEGO, per una questione di spazio). Per chi volesse approfondire, non esiti a fare domande che sarei solo contento di rispondervi .

A presto.

Gabriele

manuale_centralina_1.3_mega.pdf

P.S. ringrazio l'amministrazione per avermi dato la possibilità di partecipare a questa comunity 

Foto del mio plastico durante "Trenini in Mostra a Carnate 2023) (ancora in fase di allestimento)

Edited February 25 by Gabri.Check

[Gabri.Check]

Buonasera a tutti,

ci sono delle novità!! La versione 1.3.1 della centralina (o come mi piace chiamarla: scatola magica) è stata rottamata... per realizzare la versione 2.0. Alcuni dei componenti della versione precedente sono stati riciclati come gli step-down per convertire le tensioni, lo schermo lcd, Arduino mega, ...

La nuova versione ha come principali caratteristiche:

• Connessione mediante rete WLAN (Wi-Fi) tra la centralina e i treni e/o tra smartphone e treni. Ogni treno avrà all'interno un piccolo microcontrollore che permetterà di comandare la velocità e, in alcuni casi, luci e suoni!;
• Rimozione dei relè per controllare i semafori/segnalatori per migliorare l'efficienza e aumentare lo spazio all'interno della centralina. Ora i semafori sono comandati da 2 transistor;
• Si è passati da 3 a 6 semafori/segnalatori e da 3 a 5 scambi/deviatoi. Inoltre è stato aggiunto un decoupler /come quello del sistema 12V, set numero 7862);
• Possibilità di posizionare 5 sensori sui binari per rilevare il passaggio dei locomotori;
• Passaggio a livello comandabile o dalla centralina o dai visitatori (ancora in fare di realizzazione);
• Cablaggio decisamente migliorato grazie alla saggia scelta del mio professore di elettronica di utilizzare un vecchio cavo IDE, lo stesso che si usava per gli hard-disk di qualche annetto fa;

Fino ad ora sono arrivato a un buon 80% per quanto riguarda la realizzazione della centralina v2.0. Chiaramente seguirà tutta la parte di programmazione dove proverò a riciclare il codice della versione 1.3.1 (penso che siano più di 10000 righe di codice).

Aggiornerò il post appena avrò terminato la scatola e, scuola permettendo, di condividervi la prima prova con un convoglio con effetti sonori. Seguono immagini del pannello di comando della vecchia scatola magica e la nuova scatola aperta dove sto ancora controllando delle tensioni anomale.

A presto

Gabriele

[Gabri.Check]

Aggiornamento!!!!

Ho svolto delle prove e ho dovuto apportare delle modifiche, non tanto hardware, per lo più software.

Nel dettaglio, prima utilizzavo un access-point della D-Link (che era rimasto in un angolino della cantina a prendere polvere) come intermediario tra la scheda di rete della centralina e i treni. Ogni treno emulava un piccolo server HTTP che non restituiva nulla ai client (cioè la centralina e/o il telefono con cui provavo il sistema) ed eseguiva solamente i comandi che gli venivano ordinati dai client (come avanti velocità 4, stop, volume sù, volume giù, ...). Finché nella rete era presente un solo treno, il sistema funzionava anche bene. I problemi sono sorti quando ne ho aggiunto un altro... i tempi di risposta erano abbastanza elevati, circa 2-3 secondi. Siccome voglio che i treni si arrestino in un punto preciso del tracciato, cioè in prossimità dei semafori, questo ritardo non è ammesso.

Allora mi sono informato e ho adoperato un nuovo protocollo: ESPNow. Quest'ultimo garantisce affidabilità nella ricezione dei dati, latenze negl'ordini dei millisecondi e ampio raggio di azione. La particolarità è che questo protocollo non necessita di un access-point addizionale. Così facendo ho rimosso il povero D-Link che tornerà in cantina (e ci rimarrà per un bel po' se non finirà in discarica, credo...);

Comunque, alla fine della fiera, sono riuscito ad ottenere quello che vedete nel video più sotto: il treno parte non appena il semaforo diventa verde e sia arresta sul pezzetto blu presente sui binari. Quel pezzo non è altro che un reed-switch/interruttore magnetico che rileva il magnete presente nei motori dei treni (e non il magnete per agganciare i vagoni).

 

I semafori manterranno comunque la possibilità di operare come nella versione 1.x, cioè mediante il LED ad infrarossi presente sul semaforo stesso (nella foto quello cerchiato in rosso). 

Alla fine di tutto, sono riuscito ad emulare ciò che si poteva fare con il sistema a 12V di LEGO. Quando il semaforo è verde chiaramente il treno parte e impostando il semaforo sul rosso, il treno si ferma solo in prossimità del segnalatore (nel mio sistema è il reed-switch). Ecco il video: 

 

 Per chi fosse interessato, il locomotore presente nel video l'ho realizzato io ispirandomi al set 7760 utilizzando un vecchio motore PowerFunction che aveva il cavo rotto. Seguono foto più dettagliate:

   

Tutta l'illuminazione e la scheda che controlla il motore è opera mia.

Spero di continuare a migliorare questo sistema. Per chi è interessato, ad Agosto sarò presente al politecnico di Lecco alla fiera di ItLUG dove porterò tutto quello che riuscirò a realizzare da qui in avanti. Molto probabilmente non posterò fino a metà luglio causa esame di Maturità. Come sempre, non esitate a chiedermi ulteriori informazioni.

A presto

Gabriele 

[Arrow]

2 ore fa, Gabri.Check ha scritto:

Per chi è interessato, ad Agosto sarò presente al politecnico di Lecco alla fiera di ItLUG dove porterò tutto quello che riuscirò a realizzare da qui in avanti.

Noi del Diorama Comunitario abbiamo il grande @BOLTO@ che ha fatto anche lui un sistema "automatico" per il treni, ma 9v. Ci vedremo laggiù

[Gabri.Check]

Buonasera a tutti!!!

Causa lieve influenza, ho avuto un po' di tempo per fare delle riprese al lavoro che ho fatto fino ad ora. I treni vengono azionati manualmente dalla "scatola magica". Ecco il video:

Come si può sentire nel video, i treni emettono dei suoni come dei suoni statici del motore diesel (set 7939), del carbone che viene buttato nella caldaia (nel caso della locomotrice di ToyStory, set 7597), la frenata con rispettiva decelerazione. Inoltre, se le locomotrici sono in movimento avviene un cambio di suono (dal video si percepisce di più quello della locomotiva a vapore). In aggiunta, nel caso del 7939 e del 60098 (su cui sto ancora lavorando) le luci di marcia cambiano colore in base alla direzione di movimento: i fanali anteriori e posteriori cambiano scegliendo tra bianco e rosso. 

Dal video si vede che il passaggio a livello, oltre a muovere su e giù le sbarre, accende anche dei segnalatori rossi. Nel video il passaggio a livello era in modalità automatica rilevando con un sensore reed il passaggio del treno. 

Deviatoi e separatori di vagoni/decoupler sono azionati manualmente. Alcune foto e video più dettagliati:

   

Purtroppo delle riprese non si sentono bene gli effetti sonori. Le prossime locomotrici che subiranno questo "intervento" saranno la 60098 (da finire come ho detto prima) e la 60052. Forse anche la 75955 (di Harry Potter), ma mi sa che non c'è abbastanza spazio.

A presto

Gabriele

Edited May 29 by Gabri.Check

[BOLTO@]

Ciao Gabriele,

    per prima cosa benvenuto! Anche io stavo lavorando a qualcosa di simile ed in costante evoluzione, ma su base 9V.

Le scatole magiche nel mio caso sono più di una in quando l'obiettivo è arrivare ad avere un sistema Plug&Play, o quanto meno il più vicino possibile a questa modalità.

La base hardware è più o meno la stessa (Arduino One, ESP8266, ESP32) ed anche quella software ci si avvicina molto (C++/C# + Wi-Fi + MQTT).

Avendo come obiettivo la gestione di un diorama comunitario in un evento - quindi su periodi lunghi -, l'approccio è stato di ridurre al minimo le interazioni umane ed il camblaggio, ma avremo modo di confrontarci a Lecco 

Ciao!

Maurizio

[Gabri.Check]

5 ore fa, BOLTO@ ha scritto:

Avendo come obiettivo la gestione di un diorama comunitario in un evento - quindi su periodi lunghi -, l'approccio è stato di ridurre al minimo le interazioni umane ed il camblaggio

Più che altro, mi capita di cambiare il circuito a seconda delle dimensioni dei tavoli che trovo alle fiere e, di conseguenza,  non ho il "vantaggio" di prevedere molte cose. Proprio ora sto lavorando sulla possibilità di realizzare dei programmi sul momento scegliendo la tipologia di programma: anello con un solo locomotore da fermare per un tot di tempo, un locomotore da poter fermare su due binari differenti, due convogli da far partire uno alla volta, ...

Inoltre, in passato avevo pensato di passare a una sorta di sistema DCC, cioè prendendo la corrente dalle rotaie in modo da risparmiare sulle batterie. Poi ho fatto due conti su quanto mi potesse costare "convertirmi" a questo sistema considerando che al momento ho 8 locomotrici... meglio se continuo con le pile. Non è molto ecologico, ma esponendo solo quelle 3/4 volte l'anno mi conviene

Per quanto riguarda il cablaggio può sembrare strano, ma mi piace avere tanti cavi che vanno in giro. 

A presto 

[BOLTO@]

Investire sui 9V equivale a vendersi un rene, quindi condivido la tua scelta di rimanere sul PF. Per le batterie ho trovato qualche soluzione in rete che prevede la ricarica wireless abbinata ad una batteria litio, ma è da capire l'efficienza su un esercizio lungo.

Per quanto riguarda la logica, ti consiglio di avere dei moduli o firmware già pronti da poter applicare al bisogno così da avere maggiore flessibilità.

Per poter adattare il sistema di vari diorami ho optato per un approccio differente, ovvero ho creato vari moduli fisici (scatole) dedicate ad uno specifico set di azioni a fronte di eventi scatenati da sensori, quindi quello che faccio è configurare evento-azione.

Questo approccio ha il vantaggio di ridurre l'impatto sul software, ma, ovviamente, impatta il numero di componenti richieste.

Ciao

[BOLTO@]

Ecco l'ultimo sfornato della casa! Altro sistema per la gestione di due tracciati Andata&Ritorno ma con la possibilità di convertirlo in Stop&Start.

Ci vediamo a Lecco!

[Gabri.Check]

Buongiorno a tutti!!!

Vi lascio un piccolo aggiornamento/anticipazione per quello che sarà possibile vedere a Lecco:

La centralina/scatola magica fa partire i treni in maniera randomica. Il treno giallo percorre un semplice anello con numero di giri e tempo di attesa randomizzato. Idem per gli altri due che devono condividere uno stesso binario di percorrenza (tempi e numero di giri random)

A prestooooo

p.s. @BOLTO@ come hai fatto a mettere l'ESP8266 nella scatola? Prende lo stesso il segnale? Io l'ho dovuto mettere esterno altrimenti non c'era ricezione

 

[BOLTO@]

Ciao a tutti!

    Lecco 2024 è stato l'occasione perfetta per effettuare un test approfondito dell'ultimo upgrade al modulo di Roundtrip: la fermata intermedia.

Eccovi il video del funzionamento:

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