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Détection et rétro signalisation

DCC - Bus S88 et bus CAN - Rétrosignalisation / TCO

Cet espace est dédié à la rétro-signalisation avec notamment la mise en œuvre des bus S88 et CAN avec des cartes Arduino. 

Il est proposé les détecteurs de consommation de courant, les modules S88 et un scanner S88 pour visualiser tous les contacts avec un écran LCD.

Il est aussi proposé la réalisation d'un Tableau de Commande Optique (TCO) avec le bus S88 sans utiliser un ordinateur ou une centrale DCC : un vrai pupitre avec la position des aiguillages jusqu'à 128 LED commandées par seulement 4 fils...

La rétrosignalition et réalisation d'un TCO proposé ci-dessous peut concerner à la fois les réseaux avec une commande ANALOGIQUE ou DIGITALE (DCC). 

 

Carte ARDUINO

Commentaire

Liens

Détecteur de consommation de courant en DCC

Non

Carte avec 1 ou 4 détecteurs de consommation de courant.

Plusieurs types de carte de détecteurs sont proposés issus de différents projets de clubs de modélisme ayant sollicités l'UAICF Nevers-Vauzelles.

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Rétrosignalisation avec passerelle Bus CAN  Bus S88 avec cartes Arduino NANO

 Oui

Le site Internet Locoduino a développé les programmes pour créer une passerelle entre le bus CAN et le bus S88.

Le problème du bus S88 est d’être très sensible aux perturbations alors que le bus CAN n’y est pas.

Le projet a été modifié par l'UAICF Nevers-Vauzelles afin d'utiliser une autre bibliothèque pour gérer les interruptions.

Le projet comprend les fichiers pour réaliser le circuit PCB (fichiers Gerber). 

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TCO (Tableau de Commande Optique) avec bus CAN


 Oui

Réaliser un TCO (Tableau de Commande Optique) avec des LED pour visualiser les positions des aiguillages et l'occupation des cantons.

Grâce au bus I2C, 4 fils suffisent pour commander jusqu'à 128 LED à l'aide d'une carte Arduino NANO qui scanne le bus CAN des détecteurs de la passerelle bus CAN vers bus S88.

Ce TCO est compatible pour un réseau Digital et Analogique.

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Scanner Bus CAN

 Oui

A l'aide d'une carte Arduino UNO ou NANO, les informations du bus CAN s'affichent à l'aide du Moniteur Série.

Le scanner permet de visualiser les trames sur le Bus CAN et de vérifier le fonctionnement de la passerelle bus CAN - bus S88.

Un programme permet également d'envoyer des trames sur le bus CAN 

Aucune modification du programme Arduino n'est à réaliser.

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Module de rétrosignalisation avec carte Arduino Méga

 Oui

Une carte Arduino permet de connecteur 64 entrées qui peuvent être des détecteurs de consommation de courant, des fin de course de position des moteurs d'aiguillages, ...

Les cartes sont reliées entre elles en série à l'aide du bus S88. 

Le bus S88 avec les cartes Arduino pourra "surveiller" au maximum 256 entrées. Ces cartes peuvent être reliées à des cartes Arduino UNO.

Aucune modification du programme Arduino n'est à réaliser. Le paramétrage peut se faire via l'interface du moniteur série. Le programme est issu du site de référence LOCODUINO.

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Module de rétrosignalisation avec carte Arduino UNO

 Oui

Une carte Arduino permet de connecteur 16 entrées qui peuvent être des détecteurs de consommation de courant, des fin de course de position des moteurs d'aiguillages, ...

Les cartes sont reliées entre elles en série à l'aide du bus S88.  

Le bus S88 avec les cartes Arduino pourra "surveiller" au maximum 256 entrées. Ces cartes peuvent être reliées à des cartes Arduino UNO.

Aucune modification du programme Arduino n'est à réaliser. Le paramétrage peut se faire via l'interface du moniteur série. Le programme est issu du site de référence LOCODUINO.

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Scanner Bus S88

 Oui

A l'aide d'une carte Arduino UNO et d'un écran LCD, les informations du bus S88 s'affichent automatiquement sans avoir besoin de connecter un ordinateur ou une centrale DCC compatible S88. Le scanner est autonome : idéal pour faire ses tests.

Aucune modification du programme Arduino n'est à réaliser. Le paramétrage se fait à d'aide de bouton poussoirs.

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TCO (Tableau de Commande Optique) avec bus S88


 Oui

Réaliser un TCO (Tableau de Commande Optique) avec des LED pour visualiser les positions des aiguillages, l'occupation des cantons. Grâce au bus I2C, 4 fils suffisent pour commander jusqu'à 128 LED à l'aide d'une carte Arduino UNO.

Ce TCO est compatible pour un réseau Digital et Analogique. 

Le programme Arduino est identique à celui du Scanner Bus S88 : il y a juste à compléter un tableau pour indiquer des numéros des capteurs S88 et LED pilotées correspondantes. Il n'y pas de difficultés particulières.

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Platine pour piloter les LED d'un TCO


 Non

En utilisant un composant PCF8575, on peut gérer 16 LED via le bus I2C. On peut utiliser jusqu'à 8 cartes PCF8575 en série.

Il faut bien penser à modifier les adresses I2C des cartes en soudant les ponts ou shunts sur la carte du PCF8575.

Le programme Arduino du TCO ou du Snifer dispose d'une fonction SCANNER pour afficher les adresses I2C des cartes connectées. 

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Tableau de synthèse

 


Détecteur DCC de consommation de courant

Pour réaliser une détection des convois, un détecteur de consommation de courant qui reçoit le signal DCC.

La carte est alimentée en 5 Volts et peut-être connectée à une carte ARDUINO (Module S88 par exemple).

Le fichier ZIP comprend les plans au format PDF, les fichiers source réalisés avec le logiciel EAGLE et le fichier pour faire fabriquer le PCB (carte électronique).

Détecteur DCC - Consommation de courant
detecteur_dcc.zip (165.64 kB)
Détecteur DCC - Consommation de courant x4

Autre détecteur DCC de consommation de courant avec amplificateur opérationnel

Ce détecteur met en œuvre amplificateur opérationnel.

Le fichier ZIP comprend les plans au format PDF, les fichiers source réalisés avec le logiciel EAGLE et le fichier pour faire fabriquer le PCB (carte électronique).

Autre Détecteur DCC par consommation de courant avec amplificateur opérationnel

Autre détecteur DCC de consommation de courant avec un transistor

Ce détecteur met en œuvre un transistor. 

Le fichier ZIP comprend les plans au format PDF, les fichiers source réalisés avec le logiciel EAGLE et le fichier pour faire fabriquer le PCB (carte électronique).

Autre Détecteur DCC par consommation de courant avec transistor

Passerelle Bus S88 - Bus CAN

Le bus S88 est sensible aux parasites. le bus CAN n'est pas sensible aux parasites dans les conditions utilisées pour le modélisme ferroviaire. Le site Internet Locoduino a développé les programmes pour créer une passerelle entre le bus CAN et le bus S88.

Le projet a été modifié par l'UAICF Nevers-Vauzelles afin d'utiliser une autre bibliothèque pour gérer les interruptions suites à des difficultés rencontrées pour la gestion des interruptions.

Le projet met en œuvre des cartes Arduino NANO et une carte Bus CAN.

Les détecteurs de consommation de courant ou de capteurs ou commutateurs sont reliés aux cartes "CanS88Detector". Les cartes "CanS88Detector" sont connectées entre elles via le bus CAN.

Chaque carte "CanS88Detector" gère 15 capteurs / détecteurs.

Il est nécessaire de paramétrer dans le code source du programme Arduino le numéro du "Gateway" et de la carte "Detector" et de téléverser le programme sur une carte Arduino NANO. "Num_Detecteur" prend les valeurs entre et 1 et 4.

//*******************************************************
//*** A modifier ***
#define Num_Gateway     1
#define Num_Detecteur   1
/*** Fin des modifications
//*******************************************************

La carte "Gateway = 1 & Num_Detecteur = 1" renvoie les infos pour les adresses du bus CAN de 512 à 526.
La carte "Gateway = 1 & Num_Detecteur = 2" renvoie les infos pour les adresses du bus CAN de 528 à 542.
La carte "Gateway = 2 & Num_Detecteur = 1" renvoie les infos pour les adresses du bus CAN de 576 à 590.
... 

 

La carte "Gateway" communique avec les cartes "Detectors" via le bus CAN et est reliée au bus S88.

Chaque carte Gateway gère 4 cartes "Detector".

Il est nécessaire de paramétrer dans le code source du programme Arduino le numéro du "Gateway".

//*******************************************************
//*** A modifier ***
#define Num_Gateway     1
/*** Fin des modifications
//*******************************************************

"Num_Gateway" prend les valeurs entre et 1 et 8.
La carte "Gateway N°1" renvoie les infos sur le bus S88 pour les adresses de 512 à 575.
...

La carte "Gateway N°1" est reliée à la centrale DCC via le bus S88.
La carte "Num_Gateway N°2" est reliée à la carte Num_Gateway N°1" via le bus S88.

Pour en savoir plus sur le site de Locoduino : https://www.locoduino.org/spip.php?article180 

 

 Carte "Detector"

avec Bus CAN 

 Carte "Gateway"

avec Bus CAN et connecteur S88 

Programmes Arduino passerelle Bus S88 - Bus CAN

Schémas et fichiers GERBER pour faire réaliser les circuits

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 vias…).

Passerelle Bus CAN Bus S88 : Schémas avec le logiciel Eagle et au format PDF

Réaliser un TCO avec le bus CAN

Pour visualiser sur un TCO les positions des aiguillages ou occupations, des cantons, le scanner du bus CAN a été adapté pour commander aussi des LED.

Le projet permet donc de réaliser un TCO sans ordinateur ou centrale DCC : ce projet est même compatible pour un réseau ANALOGIQUE ou DIGITAL

2 sorties de la carte UNO (protocole I2C) sont utilisées pour commander jusqu'à 128 LED. Les LED sont commandées via le composant PCF8575 : chaque carte gère 16 LED. Il faut configurer l'adresse I2C de chaque carte et la gestion des LED.

On peut connecter jusqu'à 8 cartes PCF8575. Les schéma et fichiers de la carte PCF8575 sont disponibles en bas de page.

On utilise les circuits des passerelles "Détecteurs" ou "Gateway" : il sera plus facile de connecter le bus I2C sur la carte "Gateway" sur les bornes A4, A5, Gnd et +5V de la carte NANO.

Dans le fichier "config_LED.h", il faut configurer le tableau de gestion des LED : 

  • Numéro du Gateway (entre 1 et 8) ;
  • Numéro de la carte Détecteur (entre 1 et 4) ;
  • Numéro du détecteur de la carte de détection (entre 1 et 15) ;
  • Etat du détecteur (o ou 1) ;
  • Numéro de la LED pilotée (de 1 à 128) ;
  • Etat de la LED (0 ou 1).
Un détecteur peut ainsi commander plusieurs LED et cela peut être utile pour gérer des itinéraires par exemple.
Réaliser un TCO avec le bus CAN (programme Arduino)

Scanner pour bus CAN avec une carte Arduino NANO ou UNO

Le projet comprend 2 programmes : 

  • - Scanner bus CAN permet de visualiser les données transmises sur le bus CAN ;
  • - Envoyer des trames sur le bus CAN.
Pour visualiser les trames ou envoyer des trames, lancer le programme Arduino et ouvrir le "Moniteur Série" avec une vitesse de 9.600 bauds.
 
Aucune connaissance en programmation n'est nécessaire pour utiliser ce projet. Il n'est pas nécessaire de modifier le code source. Il suffit simplement de le téléverser dans la carte Arduino.
 
Pour utiliser ce programme, les cartes "Detectors" ou "Gateway" sont compatibles.
Programmes Arduino pour Scan et Envoi de trames pour Bus CAN

Module de rétro signalisation S88 avec une carte Arduino Méga

La carte reprend le projet de Locoduino avec 2 modifications : 

  • les bornes "20" et "21" sont utilisées à la place des bornes "0" et "1" pour permettre d'utiliser le port Série ;
  • on peut modifier le nombre de modules (chaque module permet de suivre 16 états) via le Moniteur Série ce qui évite de reprogrammer la carte Arduino : saisir 1 ou 2 ou 3 ou 4 puis cliquer sur le bouton "Entrée" pour définir le nombre de modules surveillés. 

Aucune connaissance en programmation n'est nécessaire pour utiliser ce projet. Il n'est pas nécessaire de modifier le code source. Il suffit simplement de le téléverser.
 
Pour utiliser ce programme, un circuit imprimé a été réalisé dont les plans sont donnés ci-après.
 
Pour en savoir plus sur le site de Locoduino : https://www.locoduino.org/spip.php?article138
Module S88 avec carte Méga | Arduino

Carte réalisée avec le logiciel Eagle (fichiers source)

Module S88 Méga : Schéma et circuit avec Eagle

Schémas et fichier GERBER pour faire réaliser le circuit

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 vias…).

Module S88 Mega : Fichiers PCB pour faire fabriquer la carte Méga

Module de rétro signalisation S88 avec une carte Arduino UNO

Aucune connaissance en programmation n'est nécessaire pour utiliser ce projet. Il n'est pas nécessaire de modifier le code source. Il suffit simplement de le télécharger sur le site de Locoduino et de le téléverser.

Pour utiliser ce programme, un circuit imprimé a été réalisé dont les plans sont donnés ci-après.
 
Pour en savoir plus et télécharger le programme Arduino sur le site de Locoduino : https://www.locoduino.org/spip.php?article138
Module S88 avec carte UNO

Fichier GERBER pour faire réaliser le circuit

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 vias…).

Module S88 UNO : Fichiers PCB pour faire fabriquer la carte Méga

Sniffer - Scanner S88

Pour visualiser sur un écran LCD ou sur le Moniteur Série de l'IDE Arduino l'état de tous les contacts sur le bus S88.

Le projet met en œuvre une carte UNO, un écran LCD (16 x 2 ou 20 x4) connecté avec le bus I2C (2 fils) et 5 boutons poussoirs pour afficher, paramétrer le scanner du bus S88.

Cet outil peut être très utile lors de l'installation du bus S88 et pour voir l'état des contacts sans avoir besoin d'utiliser un logiciel pour la gestion du réseau ferroviaire.

On connecte le scanner au bus S88 et s'affichent automatiquement les états sur l'écran LCD.

S'affiche l'état des modules S88 qui remontent chacun l'information de 8 détecteurs. 

A l'aide des boutons poussoirs, on détermine la première adresse du module scanné et le nombre maximale de modules analysés.

Les informations peuvent également être vues via le moniteur série avec une vitesse de transfert de 9.600 bauds à indiquer. 

Pour utiliser ce programme, un circuit imprimé a été réalisé dont les plans sont donnés ci-après.

Ce projet est assez facile à mettre en œuvre : avant de téléverser le programme, il y a juste à indiquer l'adresse I2C de l'écran LCD et le nombre de colonnes / lignes (16 x 2 ou 20 x 4).

Scanner - Sniffer S88 (programme Arduino)

Fichiers au format PDF et Eagle

Scanner S88 : Schéma et circuit (PDF)
s88_scan_pdf.zip (113.00 kB)

Schémas et fichier GERBER pour faire réaliser le circuit

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…).

Scanner S88 et TCO : Fichiers PCB pour faire fabriquer la carte
s88_scan_carte.zip (146.37 kB)

Réaliser un TCO avec le bus S88

Pour visualiser sur un TCO les positions des aiguillages ou occupations, des cantons, le scanner du bus S88 a été adapté pour commander aussi des LED.

Le projet permet donc de réaliser un TCO sans ordinateur ou centrale DCC : ce projet est même compatible pour un réseau analogique. 

2 sorties de la carte UNO (protocole I2C) sont utilisées pour commander jusqu'à 128 LED. Les LED sont commandées via le composant PCF8575 : chaque carte gère 16 LED. Il faut configurer l'adresse I2C de chaque carte et le programme scanner S88 permet aussi de scanner les adresses des cartes I2C connectées.

On peut connecter jusqu'à 8 cartes PCF8575.

S'affiche l'état des modules S88 qui remontent chacun l'information de 8 détecteurs. Dans l'onglet "led.h" du programme Arduino, il faut indiquer les adresses I2C et compléter le tableau "GestionLED" : 

  • la première colonne correspond à la sortie de la carte PCF8575 numérotée de 1 à 128 ;
  • la deuxième colonne correspond à l'adresse du capteur S88 ;
  • la troisième colonne correspond à l'état de la LED : "0" pour éteinte et "1" pour allumée.
Scanner TCO - S88 (programme Arduino)

Schémas et fichier GERBER pour faire réaliser le circuit de la carte PCF 8575

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 vias…).

Platine pour PCF8575 : Fichiers PCB pour faire fabriquer la carte
carte_pcf8575.zip (248.91 kB)
Display Num 
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