Приглашение к сотрудничеству по созданию макета масштаба ТТ

Здравствуйте всем!

В нашем институте (Санкт-петербургский институт информатики и автоматизации) некоторое время назад возникла идея создания автоматизированного макета железной дороги для демонстрации возможностей технологии RFID, которой мы на самом деле в институте и занимаемся среди всего прочего. Если кратко, то возможности заключаются в бесконтактной идентификации подвижного состава и управлении его движением. Наиболее ярким примером такого управления является автоматическая сортировочная станция, которая может сортировать вагоны по заданию пользователя, которое он оформляет через ЭВМ.

Первый макет мы спроектировали в масштабе H0. В его составе около 17 стрелок, и размеры порядка 160 на 400 см. То есть он достаточно большой и не транспортируемый. И все возможности автоматического управления можно демонстрировать только посетителям института. Теперь же хочется перейти на масштаб ТТ и сделать макет в габаритах порядка 150-160 на 200-240 см, чтобы его можно было погрузить на багажник авто и демонстрировать на разных выставках для привлечения внимания к разработкам института.

Проблема заключается в том, что мы не являемся большими специалистами в моделировании железных дорог, поэтому создание полноценного макета дается с трудом, на всевозможные детали не хватает времени. Зато мы весьма неплохо справляемся с электроникой и совершенно спокойно можем управлять всей дорогой по одному проводку USB: DCC encoder и управление стрелками разнесены у нас номинально, контроллеры объединены в магистраль на основе RS-485, которая подключается к USB через мостик. Мы также смастерили свои DCC декодеры для локомотивов, но это уже в большей степени для коллекции, что называется. Свой декодер дешевле покупного.

Собственно, на основе всего изложенного хотелось бы посотрудничать с кем-либо из опытных моделистов на предмет создания такого макета. Институт готов оплатить работы и материалы, хотя, вероятно, при большой смете это будет процесс, растянутый во времени. Со своей стороны мы можем предложить технологию управления большими макетами от одной или нескольких ЭВМ, как локально, так и удаленно (через интернет). Возможно кому-то захочется перенести этот опыт на свои макеты. Кроме того, нам было бы интересно развить свои программы управления с учетом опыта настоящих моделистов.

Что касается требований к макету, то мы не преследуем целей точного подобия макета прототипу. Нам вполне достаточно эффектного автоматизированного управления при сохранении привлекательного внешнего вида дороги в целом. Топология будет согласовываться по мере уточнения технических возможностей.

[afm]

Сообщение от vpd

В нашем институте (Санкт-петербургский

традиционная питерская идея...
на выставку сходите в конце марта?
или гордость не позволяет?

[Arseny]

А зайти посмотреть можно будет?

Да, конечно, можно. Сейчас попробую выложить несколько фоток, чтобы можно было представить макет H0.

[MIG 21]

vpd, Здравстуйте, уважаемые коллеги.Я пердставляю творческое объединение "Знак".
Мы находимся в Санкт-Петербурге, и занимаемся строителством макетов железных дорог.
Хотелось-бы поподробней узнать о сотрудничестве по данному проекту.
Могу оставить Вам контактный телефон.
С уважением,Михаил.
Р.S. фото наших работ вышлю на ящик.

Вот некоторые фотографии.
Пояснения к снимкам:
1) H0_RW_006 - это вид коробочки с мостиком. В перспективе она будет переделана на более компактную, у которой будут уши для привинчивания к основанию (столу).
2) H0_RW_008 - это мостик для разветвления магистрали управления. Нужен для того, чтобы минимизировать прокладку кабелей на большом макете. Также позволяет увеличить количество адресуемых узлов макета. В нашем макете пока не используется.
3) H0_RW_012 - это все основные поделки одним взглядом. Сверху - считыватель с антенной. Антенна устанавливается прямо под полотно и проводок выводится под макет, где уже втыкается в считыватель. В середине - контроллер стрелки с подключенным к нему приводом. Внизу - DCC Encoder.

Вот еще несколько скрин шотов от программы управления.
1) Окошко программы управления стрелками и локомотивами. Возможно, выглядит несколько непривычно, поэтому поясню принцип действия. Слева перечислены просто адреса стрелок и локомотивов, чтобы можно было давать им "редкие" команды настройки и т. п. Основной экран - это просто картинка, которую пользователь выбирает самостоятельно. Можно просто сфотографировать свой макет и загрузить в качестве фона. Далее, каждая простая стрелка выкатывает на поле два кружочка. Их можно двигать по экрану и поставить возле изображения стрелки в любом удобном месте. Клик мышкой на кружочек приводит к отсылке команды на переключение стрелки. Так мы решили задачу защиты от переключения не той стрелки по невнимательности, что возможно в случае обычного аналогового пульта с кнопками. Примерно так же работает тройная стрелка, только кружочка три и в сеть посылаются две команды к двум приводам. При наведении курсора мышки на любой кружочек через некоторое время всплывает подсказка с номером стрелки и номером пути в ней. Сверху можно видеть маленькие панельки управления локомотивами. Каждую панельку можно подвигать по экрану, можно назначить индивидуальную иконку локомотиву, адрес, включить свет и т.п.
2) Окошко программы сортировки. Пока что сортировка по статической таблице для демонстрации, но вообще она может быть и динамической. Как все это работает вживую, лучше и смотреть вживую, фотографией и даже видеороликом не передать.

[Rommik]

Интересно, а с "фабричным" DCC это совместимо? С декодерами например?

[Виктор Платицын]

Если хотите, чтобы макет был действительно транспортируемым, то ориентируйтесь не на ТТ, а на N-ку.

[Tankist]

интересное решение. особенно понравилась диаграма пути скрин из TTD /OpenTTD

есть вопрос, а почему вы решили строить свой софт? тоесть если написание и есть сама цель проекта то понятно, но уже есть почти готовые решения.
посмотрите пакет JMRI - http://jmri.sourceforge.net/. бесплатное открытое ПО, есть русская локализация. собственно ето платформа на которую в случае если вам не хаватает функционала можно своего дописать. но уже "из коробки" есть управление стрелками, детекторами, маршрутами с привязкой к логике или своим собственным скриптам (на питоне). так же есть набор инструментов для того что сдесь называют "Operations", я так понимаю сортировка и локомотивные работы (поправте если глупость написал). отслеживаютса как локомотивы так и отдельные вагоны (местоположение, пункт назначения, груз ), вce ето обьединяетса в составы, имеетса возможность распечатать различные документы (список вагонов, поездов или инфу на отдельный вагон). американцы очень любят поиграть в железную дорогу

я только недавно начал разбирать что к чему и проcто поражен возможностями. очень советую взглянуть. возможно поможет пустить больше усилий на постройку самого макета.

ДОБАВИЛ:
тут описываю свои впечатления: http://forum.modelldepo.ru/showthread.php?t=7614
оффтопик

нада будет обновить , есть как мне кажетса интересные новости.

Сообщение от Rommik

Интересно, а с "фабричным" DCC это совместимо? С декодерами например?

Да, разумеется, под них и делалось, иначе смысла не было это называть DCC. Сейчас поддерживается простая DCC последовательность из 4 байт, но можно и более сложные навернуть.

Если хотите, чтобы макет был действительно транспортируемым, то ориентируйтесь не на ТТ, а на N-ку.

Ну вот есть опасение, что в N-ку будет сложнее вписываться с RFID. Если метки слишком маленькие, то расстояние считывания падает. Сложнее будет с техникой, мне думается. Вроде бы по прикидкам, в 160 нс 240 мы можем вписаться. Следующий макет можем и в N сделать, если получится с TT. Мне кажется, что большой макет зрелищнее, его больше людей могут увидеть без бинокля, если встанут вокруг.

есть вопрос, а почему вы решили строить свой софт?

Что касается софта, то мы особо не решали. Мы изначально занимались распределенными RFID системами, и софт по управлению уже был, осталось его слегка расширить. Прикладную программу по управлению дорогой написали на пару-тройку дней, когда додумались до такой схемы. Потом, есть еще вопрос стоимости, бесплатное ПО смотрится все равно неубедительно на фоне сумм, потребных на декодеры, детекторы и прочую электронику.

Мы со своей стороны старались сделать систему по принципу максимальной расширяемости и минимизации кабельных соединений. Например, контроллер стрелки на фото - это уже четвертый вариант. В процессе проб мы все же решили все устройства перевести на RS-485, в итоге мы имеем двунаправленную связь по одному шлейфу в 10 жил, разъемы на который устанавливаются по месту простым обжимом. Разъемы имеют ключ, так что любой человек может собрать сложную систему вообще без паяльника. Все фотографии "начинки" макетов, которые я здесь наблюдаю, имеют большое количество служебных проводов аналогового управления стрелками, сигналами, и т.п. У нас это всегда одна магистраль RS-485, на которую по месту крепятся исполнительные устройства/датчики. Таким образом, вся настройка макета переходит из аппратной фазы в программную. Один сегмент магистрали вмещает 126 устройств, но при желании вместо устройства можно ставить мост. Тогда к дереву добавляется ветка еще на 126 свободных адресов. Уровень вложенности в общем не ограничен, но даже двух уровней (~15500 узлов) хватит за глаза.

Кроме того, я хочу еще раз подчеркнуть, что мы не железнодорожники и макеты строить, в общем-то, не умеем. Мы вот всякую там автоматику на микроконтроллерах запроектировать можем и сделать профессионально, но чтобы дешевле импортной была. Для большого макета это имеет значение, я думаю. Я вот поэтому и думаю, как бы с кем скооперироваться и макетик смастерить для выставок по автоматике, по RFID конкретно. Вот как то так...

На последок прикрепил фотку декодера для H0. Идея была в том, чтобы тоже максимально упростить рядовой декодер, уложив его BOM в 100 рублей. Вроде бы с задачей справились, но вот по факту немного великоват первый вариант, и в некоторые локомотивы не лезет. Например, в наш DB 218 он встаеет, но перекрывает стакан, в который завинчивается крепежный шуруп. А так хотелось от этой ненужной косы уйти... Дорогая она и ненадежная. В ROCO-вский локомотив он лучше встает, но крышку потом снимать трудно, надо его на миллиметрик-другой подужать. В принципе, есть резерв.

[Rommik]

Интересно всё. Только както простовато платка декодера выглядит. И разъём посередине-это не очень както..
http://www.modeltrainstuff.com/Photo...ode=NCE-524128 Вот такой тип декодера хорош (сам пользовал). И для НО, и для N подходит. 1.15 x 0.40" x 0.11" (дюймы). Ещё бы производители локов стандартизировались..

Разъем посередине сделан не просто так. У нас два локомотива есть. У одного кроватка вдоль, у другого - поперек. Я подумал и решил сделать плату квадратной, а разъем посередине. В итоге ее можно ставить в любой из локомотивов. Точнее, можно было бы, если бы не этот дурацкий стакан крепежный в одном из них. Но локомотивов много, и если даже в половину из них можно воткнуть недорогой декодер, то уже хорошо, мне кажется. Что касается "простовато", так это из-за степени интеграции. Я не люблю лишних деталей в схеме Если вы про разреженно стоящие детали, то это было сделано отчасти для того, чтобы понизить класс точности печатной платы, она от этого дешевле становится несколько.

[laba]

Сообщение от vpd

Если вы про разреженно стоящие детали, то это было сделано отчасти для того, чтобы понизить класс точности печатной платы, она от этого дешевле становится несколько.

А где заказываете изготовление плат и по какой цене, если не секрет.

Сообщение от Mechanic

Разъем лучше было бы сделать на проводах , как и у всех производителей.Это дает больше возможностей в нахождении места под декодер.Плюс если что можно подпилить в нужном месте груз.

1) провода можно и так припаять, если очень надо. Просто это удорожает конструкцию, причем, на мой взгляд, довольно существенно. Такая платка при автоматическом монтаже стоит десяток рублей, а допайка цветных проводов -это ручная работа, и она тарифицируется в пять раз дороже. не говоря уже о необходимости во второй платке, на которой монтируются штыри. Идея как раз была в том, чтобы сделать весь декодер размером с колодку. Померив место в трех своих локомотивах, я пришел к выводу, что квадратик 19х19 мм вполне вписывается туда. И решил для начала не мельчить.
2) Если Вы придете с магазинным декодером на автоматическое производство и покажете им такую плотность монтажа, то они вытаращат глаза и скажут, что это нарушение всех стандартов по плотности упаковки. То есть, не то чтобы так делать совсем нельзя, но проблемы с качеством могут быть серьезные, и многие платы могут потребовать ручной доводки или отбраковки. Собственно, это и заметно в их стоимости.

Поэтому мы со своей стороны решили, что лучше сделать простой и дешевый декодер, пригодный в большинстве случаев, а дорогие декодеры ставить туда, где это оправдано.

А где заказываете изготовление плат и по какой цене, если не секрет.

Опытные платы заказываем в "Резоните", серийные - обычно в других местах, зависит от технологических норм. У Резонита слабовата сверловка плат: точность позиционирования низкая, в результате чего они требуют делать большие контактные площадки переходных отверстий (0.3/0.8 мм сейчас), и это существенно усложняет трассировку маленькой платы. Зато они прототип быстро делают. Вот отладим на нем сейчас управление, переделаем покомпактнее.

[Copyman]

Сообщение от vpd

прикрепил фотку декодера для H0.

А контроллер какой? И что по функциям умеет декодер?

Контроллер C8051F300 от Silicon Laboratories. По функциям пока что задуманы все функции короткой последовательности DCC, которая описана в стандарте http://www.nmra.org/standards/DCC/st...92-2004-07.pdf. Но в принципе это порядка 2 килобайт кода, а в микроконтроллере 8Кб FLASH-памяти, так что возможны и другие функции.

Схемотехнически в данном контроллере поддерживается:
1) Плавное регулирование хода с помощью аппаратного ШИМ-модулятора. Соответственно, весь спектр ходовых прибамбасов - плавный разгон, торможение, возможно какие-нибудь фокусы со с автоматической сдачей назад и дозированным импульсом на электромеханическую сцепку.

2) Стандартные функции освещения вперед и назад. Реализованы через два полевых транзистора с током до 2А. Реально меньше, так как выпрямитель не тянет столько.

3) Дополнительная функция в виде еще одного (резервного) вывода разъема в соответствии с абзацем 65 вот этого документа: http://www.nmra.org/standards/DCC/st...1%20200801.pdf. В нашем декодере на него выведен еще один полевой транзистор, которым еще что-нибудь можно включить, а также входной резисторный делитель, который может ввести внешний сигнал (в том числе и аналоговый) в микроконтроллер. Пока что задумано применение в качестве измерителя частоты вращения двигателя для стабилизации скорости. К сожалению, я не знаю, есть ли в локомотивах какой-нибудь отвод от двигателя, позволяющий измерить частоту вращения. Возможно, можно куда-нибудь встроить маленький датчик холла или просто оптопару куда приладить к валу. Пока не заморачивались с этим.

Справедливости ради стоит сказать, что прошивку декодера мы еще не доделали. Руки не дошли. Просто проверили, что скоростью он рулит и полярность питания чувствует, пока на этом и остановились. Может, к выставке доделаем, тогда можно будет показать желающим. Если есть пожелания, что именно чаще всего нужно, то мы готовы сделать.