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La gare de LORMEDY

 

H0

Animations pour modélisme

Les fonctions du module MAM1

Ce montage permet de créer des animations lumineuses, mécaniques et sonores en fonction d'une commande envoyée par un actionneur. Cet actionneur peut être un bouton, la sortie d'un capteur, une commande USB, une commande d'accessoire DCC ou une commande Infrarouge. A la détection d'un changement d'état ou d'un ordre d'exécution, un processus d'animation préprogrammé se déclenche. Un bus I2C permet d'ajouter facilement des extensions d'entrées/sorties ainsi qu'un afficheur LCD. Les sorties de ce module peuvent rayonner à plus de 1m de distance et de 5 à 10m pour l'I2C. En fonction de la configuration qui sera téléchargé dans le microprocesseur et de son câblage associé, ce module gère les différentes situations suivantes :

  • Automatisation d'un passage à niveau de type SAL4, SAL2B, SAL2 ou SAL0 avec gestion des barrières, sonneries et clignotement des feux, commandés par une détection de train
  • Commandes de 8 servomoteurs pour controller des aiguillages avec décodeur DCC intégré, plus des annonces vocales commandées par USB, en DCC (accessoire), boutons ou par détection de train. (Ecriture du code en cours)
  • Animations jour / nuit avec simulation d'éclairage et sons de cloches pour église ou chapelle
  • Annonces en gare commandées par USB, en DCC (accessoire), boutons ou par détection de train. (RFID à l'étude)
  • Sonorisation, animation mécanique et lumineuses de maquette
  • Activités sonores, lumineuses et mécaniques sur demande (bouton)
  • Décodeur d'accessoires DCC pour piloter jusqu'à 8 servomoteurs, 8 relais ou 1 feux de signalisation avec 8 LEDs, ou 16/32 feux ou servomoteurs avec une extension I2C, ...
  • Bus I2C pour affichage LCD, augmentant les possibilités du module grâce à l'ajout de cartes d'extension pour quelques Euros
  • Bus SPI pour interfacer les modules RFID et bien d'autres encore...
  • D'autres animations à inventer ...


Le module MAM1 opérationnel

Ce module de 82,5 x 100 mm, qui n'est donc pas plus grand que 2 cartes bancaires, intègre un microprocesseur Arduino Nano associé avec un générateur de son. Les sons sont enregistrés sur une SD-card intégrée avec le générateur vocal. De nombreux connecteurs permettent plusieurs configurations en fonction du câblage des composants et du logiciel spécifique qui sera téléchargé dans l'Arduino. Suivant le câblage choisit, des fonctions peuvent être exploitées ou ignorées. Plusieurs implantions de différents types de régulateur de tension sont possibles en fonction des besoins. L'alimentation du module peut se faire avec un connecteur Jack (J11) ou sur un bornier (J12) à partir d'une alimentation en courant continu comprise entre 7 et 19 Volts / 1A. Une autre option permet une alimentation directe par le signal DCC (J10) à condition d'avoir une consommation modeste pour éviter la surchauffe du régulateur. Une sortie +5 Volts / 500mA est disponible pour alimenter des modules périphériques. Pour apprécier toutes les possibilités offertes par ce module, reportez vous à la documentation téléchargeable ici. (2MB)

Le développement logiciel est en cours

Le logiciel qui gère toutes ces fonctions est téléchargeable sur la page de Xavier.


Les entrées et les sorties du module MAM1

Ce module comporte une multitude de connecteurs décrit ci-dessous :

  • J1 à J8 sorties de puissance destinées à des servomoteurs, relais ou Leds. (+5V ou +12V sélectionné par JP9)
  • J10 bornier d'entrée signal DCC isolé par un opto-coupleur
  • J11 entrée pour alimentation 7..12V/1A (fiche Jack)
  • J12 bornier d'entrée pour alimentation +7..12V/1A
  • J13 bornier de masse (GND)
  • J14 bornier de sortie +5V issu du régulateur U1 pour alimenter éventuellement les appareils connectés sur J1..J8
  • J15 bornier d'entrée/sortie pour bus I2C
  • J16 bornier d'entrée de détection de trains
  • J17 bornier d'entrée AUX pour des boutons
  • J18 bornier de sortie SON vers un Haut-Parleur et vers un ampli stéréo
  • J19 bornier d'entrée test pour le DFplayer, situé au dos du module
  • J25 bornier de sortie SON vers un ampli stéréo, situé au dos du module


Circuit imprimé et schéma de MAM1

Voici le plan dessiné avec le logiciel gratuit KiCad (avec lequel est réalisé le circuit imprimé ci-dessus)

Les sorties J1 à J8 sont des transistors Darlington (U6) qui agissent comme des interupteurs en commutant les sorties vers la masse avec un maximum de 500 mA chacune. Elles sont protégées par une diode en inverse permettant de commander des relais sous une tension externe qui peut atteindre 24V. Evidement l'utilisation simultanée de toutes les sorties au maximum de leur intensité conduirait le circuit U6 vers une surchauffe destructrice, à condition d'avoir une alimentation suffisamment puissante ! Cependant les appareils qui seront commandés par ce module ont des consommations électriques très raisonables inférieure à 100 mA.

En remplacant U6 par un réseau de 8 résistances indépendantes de 1 kOhms, on peut piloter jusqu'à 8 servomoteurs ou des Leds selon les besoins, connectés directement sur les sorties J1 à J8.


Caractéristiques techniques de l'Arduino Nano :

Micro contrôleurATmega328P
Tension de fonctionnement5V
Tension d'alimentation recommandée7 à 12V
Tension d'alimentation extrême6 à 20 V
Courant max sur sortie 3,3 V généré par le chip USB50 mA
Courant max par broches E/S40 mA (200 mA maximum pour la somme des E/S)
Entrées/sorties numériques14 dont 6 disposent d'une sortie PWM
Entrées analogiques8 channels 10-bit (5 volts maxi)
Timers3 dont 2 de 8 bits et 1 de 16 bits
Mémoire FLASH 32 KB dont 2 KB reservé pour le bootloader
Mémoire SRAM 2 KB dont 0.5 KB réquisitionné par la pile (stack)
Mémoire EEPROM 1 KB
Fréquence horloge 16 MHz
Dimensions 43x17 mm

Arduino Nano possède des interfaces de communication de type série TTL (0-5V), bus I2C ou TWI, bus SPI (Serial Peripheral Interface), 6 sorties PWM (Pulse Width Modulation).
Il dispose d'interruptions dont 2 entrées d'interruptions externes rapides cablées en hardware.

 PC 20/12/2018    


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