Цифровое управление железнодорожными макетами своими руками

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 04.10.2024

На предыдущем этапе постройки макета были уложены рельсы для разворотной петли, а сама петля прикреплена снизу основного макета. Чтобы петля работала правильно и не вызывала короткого замыкания в электрической схеме макета, необходимо изолировать петлю от магистрали и спроектировать электронную схему управления подачи питания на рельсы петли.

Логику работы схемы будет обеспечивать микроконтроллер ATMega328, в качестве датчиков прохождения состава будут использоваться герконы, а срабатывание герконов будет осуществлять неодимовый магнит на днище локомотива, состав должен проходить петлю меньше, чем за 30 секунд. Схема подходит как для цифрового, так и для аналогово управления поездами. Дополнительную информацию по организации разворотной петли можно прочитать на форуме ScaleTrainsClub. Ниже подробно описаны электрическая схема, логика и программа, а так же показаны фотография сборки и видео работы устройства.

Электроника разворотной петли

Контроллер Arduino UNO R3 (или Arduino Mini со стабилизатором LM2596).
Блок из 2 реле.
Блок из 4 реле.
Привод стрелки PIKO 55271.
Изоляторы рельс PIKO 55291.
Герконы 2.
Резисторы 10 кОм.
Соединительные провода.
Клеммная колодка.
Корпус или подложка для крепления электроники.

Алгоритм работы разворотной петли

Схема 0 – выключено
- На магистраль подан сигнал DCC;
- На контроллер Arduino питание не подано;
- На разворотную петлю сигнал DCC не подан;
- Реле RL1: K1 и K2 разомкнуты – питание на привод стрелки не подано, стрелка в неизвестном состоянии;
- Реле RL2: K1 и K2 разомкнуты – питание на разворотную петлю не подано;
- Реле RL2: К3 и К4 в положении, подготовленном для прямого питания петли;
- От датчиков D1 и D2 нет никакого сигнала.

Схема 1 – подготовка к работе
- На магистраль подан сигнал DCC (далее этот пункт не указывается, подразумевается, что на магистрали напряжение есть всегда);
- На контроллер Arduino подано питание;
- Контроллер дает команду на перевод стрелки S1 в правое положение (если смотреть от входящего поезда);
- Контроллер дает команду на замыкание RL2.1 и RL2.2
- На разворотную петлю подан прямой сигнал DCC;
- Биты памяти M1 и М2 пустые;
- Разворотная петля готова к приему поезда

Схема 2 – прием поезда справа
- Поезд входит в разворотную петлю и пересекает датчик D1;
- Датчик D1 посылает сигнал в контроллер, что на участке есть состав (геркон замыкается магнитом на днище локомотива);
- Контроллер устанавливает в памяти бит M1 в 1;

Схема 3 – подготовка к переключению полярности
- Поезд находится в разворотной петле и пересекает датчик D2;
- Датчик D2 посылает сигнал в контроллер, что на участке есть состав;
- Контроллер проверяет в памяти бит M1, если M1 = 1, то это означает, что поезд выходит из петли слева – необходимо перевести стрелку влево;

Схема 4 – переключение полярности, фаза 1 - обесточивание петли
- Контроллер посылает сигнал на размыкание RL2.1 и RL2.2;
- Разворотная петля обесточивается – поезд останавливается;
- Контроллер посылает сигнал на размыкание RL2.3 и RL2.4;

Схема 5 – переключение полярности, фаза 2 - подключение к магистрали с обратной полярностью
- Контроллер посылает сигнал на перевод стрелки S1 в левое положение;
- Контроллер посылает сигнал на замыкание RL2.1 и RL2.2;
- На разворотную петлю посылается обратный DCC сигнал;
- Поезд может выходить из разворотной петли;

Схема 6 – выход поезда
- Датчики D1 и D2 не фиксируют нахождение поезда в течении 30 секунд;
- Контроллер очищает биты присутствия поезда M1 и M2;
- Разворотная петля готова к приему поезда слева.

Схема 7 – прием поезда слева
- Поезд входит в разворотную петлю и пересекает датчик D2;
- Датчик D2 посылает сигнал в Arduino, что на участке есть состав;
- Arduino устанавливает бит M2 в 1;

Схема 8 – подготовка к переключению
- Поезд находится в разворотной петле и пересекает датчик D1;
- Датчик D1 посылает сигнал в Arduino, что на участке есть состав;
- Arduino проверяет бит M2, если M2 = 1, то поезд выходит из петли справа – необходимо перевести стрелку вправо;

Схема 9 – переключение фаза 1
- Arduino посылает сигнал на размыкание RL2.1 и RL2.2;
- Разворотная петля обесточивается – поезд останавливается;
- Arduino посылает сигнал на замыкание RL2.3 и RL2.4;

Если отключится питание, то контакты всех реле вернутся в изначальное положение, то есть в состояние на Схеме 0. При появлении питания петля перейдет в состояние на Схеме 1. Если в момент отключения в петле находился состав, он начнет движение, и может произойти короткое замыкание при прохождении составом стрелки. Поэтому я рекомендую запитывать схему управления петлей от отдельного источника питания или аккумуляторов, чтобы иметь возможность отключать питание макета при авариях на магистрали.

1. Байт адреса - сообщает декодерам, для какого из них эти данные предназначены.

2. Байт инструкции - сообщает адресуемому дешифратору скорость и направление “его” локомотива.

3. Байт контроля ошибок . Поскольку цифровое управление подобно компьютерной сети, действующей в очень “ шумной ” в плане электрических помех среде, необходимо обнаруживать ошибки, которые неизбежно происходят в пакетах данных из-за помех.

Пульт управления может передавать150 - 200 пакетов/сек. Это означает, что если на макете имеется 10 локомотивов с декодерами, каждый декодер получит “персональный” пакет 15 - 20 раз каждую секунду. Почему это число важно? При отсутствии пакета со “своим” адресом локомотив продолжает исполнять команды предыдущего пакета. Если пакет, содержащий изменение команды, искажается помехой, локомотив выполняет команду предыдущего пакета. В этом - другое достоинство цифрового управления: в большинстве форматов Вы можете позволить локомотиву продолжать автоматически выполнять заданную программу, пока Вы выбираете другой локомотив ( с джойстика ) и им управляете.

Получает пакеты данных, генерируемые пультом управления, и усиливает до уровня + 14 -16 вольт.

Пожалуйста Войти , чтобы присоединиться к беседе.

Не прошло и двух лет. PIKO 59114 SmartControl )

Пожалуйста Войти , чтобы присоединиться к беседе.

Чтобы управлять ЖД с компьютера - нужна система цифрового управления и соответствующий "блок-посредник". У разных производителей - называется по-разному.

Пожалуйста Войти , чтобы присоединиться к беседе.

Это называется "программно-аппаратный комплекс", где есть соответствующая программа управления и соответствующие контроллеры с нужными интерфейсами.. Для PIKO новая фишка это smart control через wifi.

Компьютер используется только для программирования модуля и в последующей работе макета не нужен.

DCC - Digital Command Control — управление посредством цифровых команд, в частности, в железнодорожном моделизме.

первая простейшая подзадача выдать в рельсы сигнал F0 - какой то звук локомотива.

Читайте также: