Monde du p'tit train

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Kits électroniques avec Arduino et Attiny

Kits électroniques

L'UAICF Nevers-Vauzelles propose quelques kits électroniques réalisés avec des Arduino ou Attiny.

Les kits pourront animer le réseau ferroviaire ou servir à programmer différentes cartes : platine de programmation, déterminer les couleurs RVB, ... 

 


Effets lumineux avec une LED ou un ruban de Led WS2812

Le programme est prévu pour fonctionner avec une carte Arduino ou ATtiny.

Il est proposé différents effets lumineux. Comme la mémoire de l'ATtiny est plus petite que celle de l'Arduino, le programme ne peut compiler qu'une seule animation. Avant de téléverser le programme, il faudra choisir le numéro du l'animation : 

  • 0 - LED effet Clignotant
  • 1 - LED effet Gyrophare
  • 2 - LED effet Soudure
  • 3 - Ruban de LED WS2812 : Couleur RVB Fixe
  • 4 - Ruban de LED WS2812 : Couleur RVB Fixe différente
  • 5 - Ruban de LED WS2812 : effet Flamme RVB
  • 6 - Ruban de LED WS2812 : éclairage aléatoire pour éclairer les pièces d'une maison par exemple
La commande se fait à l'aide d'un interrupteur à levier et aussi en digital (DCC). Equipée d'un optocoupleur, la carte devient un décodeur d'accessoires DCC pour quelques €uros...
 
L'adresse DCC par défaut est égale à "11" pour une centrale Roco. 
 
Un switch permet de passer en mode programmation DCC pour enregistrer dans la mémoire Eeprom l'adresse de l'accessoire. Le switch permet aussi de choisir la centrale DCC (Roco ou Lenz) pour tenir compte du décalage d'adressage de 4 unités entre les 2 protocoles.
 
Un potentiomètre permet de faire varier la fréquence de clignotement ou l'intensité lumineuse en fonction de l'animation choisie.
 
Il sera possible de créer d'autres animations lumineuses. A notre libre imagination... 
 
 
Remarques : Le fichier comprend les fichiers ".hex" pour permettre de téléverser le programme sans avoir à installer les librairies nécessaires. Par défaut, les animations sont activées lors de la mise sous tension de la carte. 
Animations Lumineuses - Programme
Animations lumineuses - Schéma

 Fichiers GERBER pour réaliser la carte PCB

Le format de fichier Gerber est le standard utilisé pour transmettre des informations concernant la fabrication des circuits imprimés. Il contient la description des diverses couches de connexions électriques (les pistes, les pastilles, les plages CMS, les vias…).

La platine peut être fabriquée via des plates-formes spécialisées en leur transmettant directement les fichiers au format Gerber.
Animations lumineuses - Fichiers GERBER

Réglages LED RVB ou ruban de LED WS2812

Astuce : Un programme Arduino pour déterminer les valeurs des couleurs Rouge, Vert, Bleu d'une Led RVB ou de Led adressables (WS2812)

La carte Arduino est connectée à 4 potentiomètres sur les entrées analogiques (A0 à A3) qui permettent de faire varier les valeurs entre 0 et 255 des 4 paramètres (RVB et intensité lumineuse). On visualise directement le rendu via la LED ou le ruban de LED connecté.

Il suffit de noter les valeurs pour les insérer dans le code de programmation des effets lumineux lors de la réalisation d'un projet.

Un ruban de LED adressable WS2812 utilise 2 fils d’alimentation (+ et -) et un seul fil pour les piloter toutes les LED. Ce fil est en fait un bus de données. Pour chaque LED, on peut afficher 16 777 216 couleurs différentes. Le ruban dispose de 256 niveaux de luminosité différents avec une fréquence de rafraîchissement de 400 Hz (400 fois par seconde). On envoie les instructions à chaque LED qui dispose d'une adresse (adresse "1" pour la première). Le tout utilise une seule broche sur la carte Arduino...
 
Le fichier ZIP comprend le programme Arduino, les fichiers HEX et les fichiers GERBER. 
Réglages LED RVB ou ruban WS2812 - Programme

ATtiny85 - Décodeurs DCC pour commander de 2 relais

Le programme est prévu pour fonctionner avec une carte Arduino ou ATtiny.

Les relais permettront de commander par exemple des animations comme des éclairages, l’alimentation d'un moteur...

2 modes de commande des 2 relais sont proposés : contact permanent ou momentané (impulsion). Comme la mémoire de l'ATtiny est plus petite que celle de l'Arduino, le programme ne peut compiler qu'une seule configuration. Avant de téléverser le programme, il faudra choisir le numéro de l'option : 

  • 0 - Contact Permanent
  • 1 - Contact Momentanée

La commande se fait à l'aide d'un interrupteur à levier  pour un seul relais et en digital (DCC) pour les 2 relais. Equipée d'un optocoupleur, la carte devient un décodeur d'accessoires DCC pour quelques €uros...

Un switch permet de passer en mode programmation DCC pour enregistrer dans la mémoire Eeprom l'adresse du relais "1". Le relais "2" a automatiquement l'adresse du relais "1" + 1 unité. Le switch permet aussi de choisir la centrale DCC (Roco ou Lenz) pour tenir compte du décalage d'adressage de 4 unités entre les 2 protocoles.
Par défaut, l'adresse DCC de la carte est égale à "21" avec une centrale Roco.
 
Remarques : Le fichier ZIP comprend les fichiers ".hex" pour permettre de téléverser le programme sans avoir à installer les librairies nécessaires. 
Commande de 2 relais DCC - Programme
Commande de 2 relais DCC - Schéma

 Fichiers GERBER pour réaliser la carte PCB

Le format de fichier Gerber est le standard utilisé pour transmettre des informations concernant la fabrication des circuits imprimés. Il contient la description des diverses couches de connexions électriques (les pistes, les pastilles, les plages CMS, les vias…).

La platine peut être fabriquée via des plates-formes spécialisées en leur transmettant directement les fichiers au format Gerber.
Commande de 2 relais DCC - Fichiers GERBER

Platine pour programmer des ATtiny avec une carte Arduino UNO

Fichiers GERBER pour fabrication de la carte PCB de programmation des ATtiny 45-85

Les fichiers GERBER proposés permettent de faire fabriquer la carte PCB : gravure, perçage, sérigraphie, vernissage.

La carte s’emboîte directement sur la carte Arduino UNO et permet la programmation des ATtiny 24/44/84 et 25/45/85 depuis l'IDE Arduino.

 

Fichiers GERBER pour platine pour programmer ATtiny 45-85

Scanner une Adresse i2C

Programme avec une carte Arduino UNO ou NANO ou MEGA pour lister les adresses de l'équipement connecté sur le bus I2C

Lorsque l'on met en oeuvre un équipement I2C, il est nécessaire d'indiquer son adresse. Cette application permet d'afficher sur le "Moniteur Série" ou sur un écran LCD les adresses I2C scannées.

Le fichier ZIP comprend le programme Arduino, les fichiers HEX et les fichiers GERBER. 

Scanner Adresse I2C pour carte Arduino UNO ou NANO ou MEGA - Programme
Scanner_I2C.zip (168.10 kB)

Analyser / scanner les trames DCC

Un outil simple pour visualiser les trames DCC avec un Arduino UNO ou NANO

Le programme "Arduino" permet d'analyser les paquets DCC transmis par la centrale de commande :  via le Serial Monitor de l'IDE Arduino, ce sniffer affiche dans un format lisible les trames des locomotives et des accessoires sur l'écran de votre PC.

Cet outil peut être très utile lors de la configuration de souris ou d'accessoires pour comprendre d'éventuels dysfonctionnements.

Ce programme a été traduit en français sur la base du projet disponible sur les sites :

 
La carte shield ou bouclier à installer est la même que celle utilisée pour la commande des accessoires ou servomoteurs.
 
Pour utiliser le Serial Monitor, il faut simplement sélectionner le port COM et configurer une vitesse de 38.400 bauds.
 
Pour plus de lisibilité, l'analyseur permet d'afficher les trames pilotant les locomotives et/ou accessoires. Il est également possible définir la période de rafraîchissement.
Analyser les Trames DCC - Scanner DCC

Alimentation en courant continu avec variation aléatoire de la tension

Pour éviter que les trains circulent toujours à la même vitesse en courant continu, une alimentation avec gestion aléatoire de la tension permet de faire varier la vitesse des trains.

La gestion de la tension est gérée à l'aide d'une carte Arduino NANO. Les potentiomètres permettent de définir les plages de tension minimale et maximale, de définir les plages de temps et la vitesse d’accélération / freinage.

On faire varier la tension dans les voies, il est mis en oeuvre un convertisseur Digital/Analogique (DAC).

La carte comprend des boutons poussoirs et à levier pour disposer d'un arrêt d'urgence, pour choisir le mode de conduite manuel ou aléatoire. Un écran LCD permet de visualiser les consignes et réglages.

 

Alimentation Continue Aléatoire
Display Num 
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