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)

Ultima modifica: 25 Febbraio da 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 

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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