Jak to vzniklo[]
Pro účely vesnického modelářského klubu jsem potřeboval zpracovat elektroniku pro ovládání analogově řízeného kolejiště. Vzhledem ke složitosti kolejiště (14 výhybek, návěstidla, závory, výstražníky, osvětlení budov, ...) jsem se rozhodl "ušetřit" náklady - což znamená nekupovat elmag nebo motorické přestavníky (cca 300-400Kč/ks = 5000Kč jen ty přestavníky), takže budou použita modelářská serva, a jako řídící elektronika Arduino.
Chtěl jsem také poskytovat na ovládacím pultu zpětnou vazbu pro pohyb souprav na kolejišti (kvůli skrytému nádraží v tunelu, např).
Výsledek až nechutně nepříjemně připomíná digitální řízení kolejiště - až na to že vše je vymyšleno "na koleně" a s výjimkou S88 komponent není s ničím standardním propojitelné. Budiž to varováním pro všechy, kteří chtějí budovat "složitý analog", nedej Bože s automatizací - nedělejte to !!!!
Protože jsem ale už čas "propálil" vývojem, zveřejňuji vymyšlené protože jednotlivé kusy vybavení se mohou hodit provozovatelům analogových kolejišť. Zapojení zveřejňuji tak jak jsou bez závazného příslibu jakéhokoliv budoucího vývoje. Zato je však zveřejňuji kompletní, včetně zdrojových kódů a zdrojů pro návrh DPS pro jakékoliv úpravy a použití kdo uzná za vhodné.
Proč tak složitě[]
Jednoduché vysvětlení - na začátku jsem neodhadl důsledky, vytkl si příliš složitý cíl (indikace, polo-automatizace atd) a pak jsem už "jen" potřeboval minimalizovat škody (zužitkovat nakoupený materiál).
Podrobnější vysvětlení na příkladě klubového kolejiště Lhotka najdete na samostatné stránce.
Architektura zapojení[]
Architektura je nadnesený termín. Plánované zapojení se skládá z:
- Analog TCO, které snímá ovládací tlačítka z pultu a po sběrnici mBUS (minimal BUS) posílá příkazy kolejišti
- ServoPoint, univerzální "řadič" pro ovládání serv a spínání dalších zařízení
- Analog S88 enkodéru a proudových detektorů, které detekují přítomnost soupravy
- IR OptoShield pro detekci přesné pozice soupravy, na konci koleje ve skrytém nádraží nebo před vjezdovým návěstidlem
- S88 Display, který zobrazuje indikátory v pultu
- SignalPoint ovládající světelná návěstidla a odpojené úseky
- Spínání úseků - jednoduchá propjovací DPS mezi spínači a propojovacím kabelem, s ohledem na požadavky S88 (viz popis Analog S88)
Aktuální stav[]
Z výše uvedenýchj zařízení v tuto chvíli jsou reálně vyrobené a fungují:
- Analog TCO
- ServoPoint
- IR OptoShield - chybí úprava DPS pro přímý výstup indikace stavu TTL
- AnalogS88 - musím dopsat dokumentaci
- S88 Display - musím dopsat dokumentaci
SignalPoint není ani v začátcích - plánoval jsem, že jej připojím na vstupy detektorů obsazení, mBUS a stavy přestavníků - a bude upravovat signály požadované "výpravčím": např namísto "volno" podle postavení výměn rozsvítí "jízda odbočkou" apod. V plánu bylo také vypínání úseku před vjezdovým návěstidlem případně staničního úseku v závislosti na znaku příslušného návěstidla pomocí relé.
Variabilita[]
Většina komponent obsahuje i analogové vstupy, nebo výstupy. Dají se tak řídit nebo použít i samostatně, pro dílčí úkol
ServoPoint[]
ServoPoint dokáže zpracovávat tlačítkový vstup přímo. Není tedy nutná sběrnice RS485, ani TCO. Tlačítka v matici můžeme přímo vést z pultu do modelu na vstup ServoPointu, který vyřeší případné překmity při přepnutí a provede požadované akce. Nevýhodou je vyšší spotřeba vodičů: matice může být nanejvýš 4x4.
ServoPoint také dává ohlas pozice serva jako TTL výstup. Může tedy jednak předávat informace dalším komponentám (napr. SignalPoint), nebo např. spínat relé, nebo jakékoliv další již existující zařízení na základě pozice serva.
Analogové S88[]
Analogové S88 je upravené tak, že výstup střadačů je vyvedený jako TTL výstupy. Opět tedy lze na základě obsazení úseku sepnout relé, nebo jiné zařízení.
Pokud se smíříme s funkcí jen je-li regulátor zapnutý, nemusí se ani zapojovat do sběrnice S88, stačí např. obvodem 555 periodicky střadače resetovat. Moduly mohou být přímo v ovládacím pultu a na výstupech mohou být přímo zapojené LED (+ předřadný odpor).
Pro úplnpi funkci je nutné pouze přenášet signál RESET - je vyveden zvláštním konektorem - dá se spojit i paralelně a přivést na částečně osazené FBO. Jeho jediný účel je pak posílat periodicky RESET a blokovat jej, pokud je regulátor zcela vypnutý, zbytek desky FBO je možné ponechat neosazený (nebo navrhnout speciální jednoduchou desku jen pro toto). Zobrazení pak bude fungovat i při vypnutém regulátoru.
IR Optoshield[]
Optické senzory mají také TTL výstupy. Opět se mohou použít jako spínání relé, vstupy dalších obvodů. Ovšem zobrazení stavu senzorů na pultu je bez S88 sběrnice problematické.