Цифровое управление аналогом
 

Задумался о цифровом управлении,но учитывая сложность ( где-то невозможность ) установки бюджетных ( Modelldepo или Lais декодеров в мой ПС ( N scale, в основном коротышки BR89/BR80/V36/V100 и тд. ) есть мысли сделать декодеры ( или нечто подобное без DCC протокола ) на ардуино ,отдельные 2х(4х) канальный шим и моторшилд на каждый модуль с путевым развитием ( макет модульно-консольный ),но не знаю с какой стороны подойти к вопросу( если такой вариант стоит делать,конечно )).
С ардуино пока освоил переключение стрелок и семафоров на сервах.

если местный декодер не влезает, как вы ардуину впихивать собрались?
для управления аналогом дуню насиловать смысла нет, хотя на соседнем форуме я вам давал и схему и скетч.
обратитесь тамже к Петру (ppav) он вам про бокучастки на аналоге в красках расскажет и покажет.

Для начала определитесь, что вы хотите получить в результате.

есть более лайт варианты использования ардуины в роли кирпичега ( в тч через транзистор КТ805 в роли ключа ) , проверены и все такое,
на L293D есть варианты защиты от кз но в сингл -включении ( не мостовом );
ардуину я собрался впихивать в модульа не в лок )))
тот же V36 он несколько меньше любого американца и состоит из литогот металлического шасси на 80% )
в результате хочется получить управление 2-3 локами в зависимости от показаний семафоров и положения лока на тупиковом участке конечной станции ( возможность увсети состав обратно др . локом оставив 1й отдыхать в тупике ).
С чисто аналоговым управлением ( не считая шим вместо кирпичков ) все понятно,интересны имено нюансы полу-цифрового управления ,назовем его так

Вы всё-таки определитесь. Планируется автоматическое компьютерное управление или ручное управление с пульта и с мелкими контроллерами на подхвате.

Хотелось бы ручное управление с пульта сделать.Общий пульт на N-кол-во модулей ( 2-3 с путевым развитием ) и проходные.

Ну тогда всё по классике. Только вместо релейной автоматики ардуино поставить, а участки разгона и торможения на моторшилдах сделать.

Если захочется сделать управление по шине, а не кучей проводов.
Могу рекомендовать взять за основу протокол RASCII и переделать под себя.

По шине было бы повеселей конечно ( пока у меня соединение модулей 01и-контатными мини-фитами идет , под рельсы 4 провода выделено ).Можете подетальней рассказать ?
Если бы макет был кольцевой - было бы все элементарно.
А так видимо придется какой-то из модулей делать основным и от него плясать.

Физически это RS-485. Программно это похоже на DCON. (промышленная автоматика)
Описание смотрим здесь: http://wiki.rocrail.net/doku.php?id=rascii-en
Заготовку выкачиваем отсюда: https://github.com/rocrail/Arduino/t...braries/RASCII
Переписываем под себя.
Как пример - декодер. Вложение 145812
И модуль обратной связи Rascii-FB-nano-v2.zip
Можно и совместить.

Рассмотрите такой вариант. Командная станция (DCC, на Ваш выбор) управляет декодерами (покупными или самодельными), которые установлены не в локомотивах, а стационарно на макете. Моторный выход каждого декодера подсоединяется к блок-участкам модульных макетов. Локомотивы останутся аналоговыми, но Вы получите многие "плюшки" современных локомотивных декодеров - стабильный медленный ход, бесшумный высокочастотный ШИМ... Можно даже звуковые декодеры задействовать - например для дизелей, а когда управляется паровоз, звук выключать.. Макетные элементы - стрелки, поворотные круги, устройства сигнализации, переезды, освещение в зданиях и пр. - будут управляться стандартными цифровыми декодерами, покупными или самодельно-ардуинными :)

Alex_S, а как будет выглядеть переход локе из зоны одного декодера в зону другого. Как будет себя вести лок, и как себя чувствовать декодеры? :)

А в чем проблема? Это ж как обычное аналоговое управление с несколькими блоками питания. Если лок переходит с одного участка на другой, делать одинаковое направление и скорость.

я в таком направлении и думаю двигаться ,со звуком отдельная история,пока не рассматриваю,потом возможно займусь)
Декодеры управления локами думал на ардуино про мини делать,2 шим выхода на модуль с путевым развитием ( отдельно главный и второстепенный пути ).Стрелки и сигналы управляются так же с ардуино. Осталось все это связать между собой )))
Знаний на создание декодера и увязать все через Rx-Tx порты не хватает на данный момент.( Спасибо Alexmit за предоставленную информацию ,но пока самостоятельно не в состоянии ее использовать ).

по переходу с одного участка на другой мне кажется должно вся быть ок если по цифре соседние шим будут меняться настройками.

Интересная задача для микро-масштабов, где только мотор и помещается в локомотив :)

На мой взгляд, если для автоматизации аналога применять ардуины, то система выглядит как:
- схема разделена на полностью изолированные участки, с управляемой подачей PWM на каждый в отдельности
- на каждый канал PWM - токовый датчик
- шина (готовая, как предлагали) для датчиков (герконы или токовые) и декодеров стрелок(светофоров)
- логику управления перенести на ардуину. Она же потенциально, вполне может изображать плавное торможение или разгон. Протокол взять готовый, как и предлагали.
- управление, видимо, будет представлять собой набор простых сценариев или состояний перегонов

Недорогих драйверов моторов до 12В хватает, вполне есть чем исполнительный PWM формировать.

В чем сложности управления таким аналогом с точки зрения "цифровика":
- КС должна знать на какой участок подать нужное напряжение на этот участок и такое же на следующий, обеспечив плавность перехода
- соблюсти полярность (направление движения) на участках, по которому идет состав
- обеспечить плавный разгон/торможение
- запоминать расположение и направленность локов при выключении питания
- иметь режим обслуживания для поставноки/снятия локов (как вариант с подачей сверхмалого PWM сигнала, чтобы локи определялись токовыми датчиками, но не ехали)

Есть и плюсы - за безопасностью движения следить будет легче, даже имея возможность рулить с пультов несколькими локами одновременно, т.к. управление централизовано.

p.s. режим - как коробка автомат в авто :) газ прибавил, сразу загорелся перед тобой светофор (если можно) и лок поехал. газ убавил и лок/состав либо доехали до конца участка, либо остановились, если включен маневровый режим. если маршрут заблокирован, сколько на газ не жми, поезд остановится у светофора :)

как протокол увязать с управлением шим ? без наглядных примеров не осилю пока сам))))

У вас тут задание на целую курсовую работу для инженера-программиста :)

Например:

Создаем структуру "пункт" или "блок" с переменными: Флаг занятости, текущий шим, направление...
Так же, создаем индивидуальные комплекты инструкций, которые нужно выполнить для перемещения в соседний блок. Каждая инструкция(команда) ждет своего "события". Например: тика таймера, сигнала от конкретного датчика или изменения состояния какого-нибудь флага...

Создаем наследуемый класс - "локомотив". Добавляем поля: название, макс скорость, мин скорость, линейное ускорение, торможение, прочие сугубо индивидуальные параметры для лока.
Так же добавляем туда стек команд, и их обработчик...

И вот у нас локомотив и задача из пункта А в пункт B через C.
В стек команд локомотива записываем 2 блока инструкций (A-С и С-B)
Например A-C:
- ожидаем события (освобождение флага пункта C, мало ли занят)
- поднимаем флаг занятости C (чтоб другой лок не заехал)
- текущий шим блоков A и C = Лок.мин скорость, направление шима A-C
- ждем события от выходных датчиков пункта A(попутно через временные интервалы увеличиваем шим блоков A и C на Лок.линейное ускорение до Лок. макс скорость)
- останавливаем набор скорости, переводим стрелку в положение A-C...
- ждем события от входных датчиков C
- через временный интервалы сбрасываем скорость до нуля
- освобождаем флаг занятости участка А...

Есть два беспроблемных варианта:
1. Следующий включается, предыдущий выключается посредством релейной коммутации.
2. Один и тот же моторый выход коммутируется релюхами по ходу движения.

Я подозреваю что у Вас есть некий опыт программирования?
Тогда посмотрите программу JMRI (www.jmri.org). С ее помощью можно автоматизировать очень многие макетные действия, с помощью скриптов на питоне. Но нужна поддерживаемая командная станция, и без DCC (между КС и декодерами) все таки не обойтись. Использование JMRI даст готовую связь между всеми декодерами, датчиками и программными объектами JMRI с готовым мощным API, доступным в скриптах.

Что касается плавного разгона и торможения - это вообще-то декодеры сами умеют (CV3 и 4).

В протоколе будут команды типа "выставить уровень ШИМ на участке Х<n>". Шина от КС эту команду передает исполнительному модулю. Модуль понимает, что за участок X<n> отвечает он и выставляет уровень ШИМ на нужном выводе.

Да, примерно так. Как один большой декодер в виде центральной ардуины, который управляем всеми составами одновременно.

Возможно еще потребуется помощь инженера-электронщика :)

Возвращаемся к тому, с чего начали.
Если вы планируете использовать локомотивные декодеры и командную станцию, то нужен совершенно другой подход.

Логика алгоритма мне понятна,но без конкретных примеров скетча не осилю.
Задачи что бы локи на полном автомате бегали из А в С через В нет,хочется порулить самому ))) но вот некоторые условия возможности/невозможности движения хотелось бы сделать ( зависимость от семафоров и занятости участка ).Так же возможность маневровых работ на незанятых путях станционных модулей.Опыт программирования был на Basic - в детстве ) По сему часть комманд в скетчах мне понятны а так же логика действий ).Со скетчем для стрелок помог пользователь Qvan22 на соседнем форуме ( за что ему признателен ).Самостоятельно получилось его допилить до управления сигналами с 2х датчиков ( зеленый - кнопкой с пульта, красный - ИК датчик в полотне ,так же надо добавить будет занятость участка на перегоне перед семафорами ).
схема декодера была где-то здесь на форуме ( ардуино + оптопара на входе ),непонятно с ее адаптацией под задачи шим-управления.
вместо коммандной станции ( так же есть вариант на ардуино про мини ) хотелось бы сделать свой пульт с не "калькуляторным" управлением )))

Готовые декодеры и коммандная станция не планировались.С электроникой все ОК. ( проще собрать коммандную станцию ту же чем ее прошить )

Отключенный стоп-участок перед светофором всегда справлялся с этой задачей.
Выделяете данный район в отдельную зону питания и спокойно рулите.

И ещё, хотелось бы видеть план макета, будет много легче предлагать решения.

ну если брать паяльник в руки, можно много чего наделать. речь шла о простой сборке. воткнул шилд и на тебе кирпич

и сколько та 293 на канал имеет? 600 мА... Достаточно? Ну да нет проблем, делайте на 293...

ну так разработайте схему движения, опишите алгоритм и вперед, к победе коммунизма реализации замысла

МЕГА и только МЕГА.

если мегу как основной контроллер всей композиции в целом - то согласен ) про мини - местечковые, отвечают за стрелки и тд только)

293d - вполне применима ,но при одном направлении движения ( в мостовом включении защита с RC цепью не работает,описание L293d 3стр.) 600ма - на блок-участке 1 лок находится ,вполне хватит.Под кирпич мегу использовать имхо не по Хуану сомбреро )))

схема макета ( пока 2 станции )

Пока всё в рамках классики.
Достаточно двух источников для управления локомотивами на каждой станции.
А перегон можно на автомате сделать.
Что-то типа этого:
Ну и соответственно отработка стоп участков перед входными светофорами.

Напрашивается управление маршрутами. (т.е. сделать на пульте кнопки "маршрут-1", "маршрут-2" и т.д. А контроллер пульта раскидывает команды для стрелок, сигналов и реле которые коммутируют от какого источника идёт питание локомотивов, а также направление и уровень ШИМ.)