GCA141, Compteur de roues/essieux octal ou entrée pour capteur à effet Hall

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Par Robert Evers, Gerard Remmerswaal et Peter Giling

LocoNet® est une marque déposée de Digitrax, Inc.

Description

Dans le monde réel, le moyen le plus utilisé pour la détection de train est effectuée par un compteur dit d'essieux ou de roues.
Ce compteur est un système magnétique, positionné entre les rails et à proximité d'eux.
La plupart du temps il y en a deux, un sur chaque rail.
Un passage de roue sera détecté, et de cette manière une somme de passage de roues est compté.
En entrant dans le prochain bloc, les roues sont comptées de nouveau, et si la quantité est la même que précédemment, le bloc précédent peut être franchi par le train suivant.
C'est une explication assez simple de ce qui arrive dans le monde réel, mais cela donne une certaine idée du comment tout cela se fait.
Quelques exemples:
http://www.prt-inc.net/php/wdServ.php.
http://www.checkeins.de/sendung-mit-der-maus-fernsehen.html?video=627.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Compteur_d%27essieux.
Un tel système serait idéal pour le modélisme ferroviaire, puisque nous avons tous fait l'expérience de wagons perdus, à plusieurs reprises causant des dommages à nos précieux matériels.
Le compteur d'essieux serait en mesure d'annuler ce problème.
Le compteur doit envoyer la bonne quantité de roues du train. Si ce nombre n'est pas conforme avec le nombre compté précédent,
Rocrail laissera le bloc occupé, et le train ne pourra pas continué vers le prochain bloc.
Une autre variante est d'utiliser des capteurs à effet Hall et des aimants.
Plus d'information à ce sujet voir ci-dessous à la rubrique 'utiliser des capteurs à effet Hall.' .

L'équivalent en modélisme ferroviaire

Ce système magnétique n'est guère possible en modélisme ferroviaire.
La raison la plus importante pour cela est que beaucoup de roues sont faites de matériaux non ferreux ou même en sorte de plastique.
Alors ici nous allons utiliser une porte infra rouge pour faire ce travail.
Le capteur est placé quelque part en dehors des rails, la distance peut facilement être entre 10 - 300mm, ce qui permet de très facilement le cacher quelque part, dans des bâtiments, ou à n'importe quel endroit que votre imagination peut inventer.
Le transmetteur, une led IR, (type SMD), est située entre les rails, à un peu près 1.5 mm de l'un ou l'autre du rail gauche ou droit, et faisant face au rail.
Si la led est placée sur le dessus d'une traverse, la partie supérieure de celui-ci sera juste au niveau de la partie supérieure des rails.
Cela évite que toute locomotive ou wagon ne touche l'émetteur. Nous en dirons plus sur ce point plus tard (voir GCA141-c).
Le transmetteur envoie un faisceau infrarouge qui a un angle de rayonnement de 20 degrés.
Parce ce que le transmetteur est plus ou moins «cacher» lui-même derrière les rails, le récepteur doit être positionné légèrement plus haut de manière à ce que l'angle de l'émetteur au récepteur a une élévation d'environ 10 degrés.
cela évite que les parties basses de la suspension de la plupart des locomotives à vapeur ne bloquent également le faisceau IR.
Tous ce qui nous intéresse c'est les roues. Et parce que le faisceau est très bas au-dessus des rails, tout ce qui est > 1 mm au-dessus des rails, sera ignoré.
Comme vu sur la photo ci-dessous, le test est réalisé avec un C-rail Märklin, ce qui signifie que la loco est équipée avec un patin centrale laid.
Ce patin peut passer le transmetteur sans aucun problème.
La combinaison du transmetteur et du récepteur est la même que celle utilisé pour le GCA133, excepté pour la forme SMD du transmetteur.
8 compteurs peuvent être connectés à cette unité.
L'unité est connecté directement au LocoNet avec les mêmes connecteurs que les connecteurs standard des unités Loconet sub-D.
Aucun GCA50 additionnel n'est nécessaire.
Rocrail sera s'adapter avec ces paramètres, pour gérer cette unité, et utilisé l'information du nombre de roues comme un dispositif de sécurité supplémentaire pour libérer un bloc.
Un bloc ne peut être autorisé pour une nouvelle entrée que lorsque toutes les roues sont comptées dans le bloc suivant, ainsi aucun wagon n'est perdu!
Cela se révélera être le système le plus fiable pour éviter une collision avec les wagons perdus.
Aucun autre système n'est connu, qui ne peut donner cette garantie à 100%!
Aussi pour le stationnement et le tri des wagons cette unité donnera une solution extrêmement subtile.
S'il vous plaît tenez-vous à jour en revenant ici!
Une autre utilisation importante peut être un passage à niveau.
Avec des contacts, le contact qui permet de franchir à nouveau les voies ferrées, doit être fixé à une distance telle que le plus long train utilisé puisse être passé avant de libérer le passage.
Ce compteur d'essieux peut aussi être utilisé pour cette option, laissé Rocrail libérer le passage à niveau quand le montant exact d'essieux a été compté.
Cela signifie que le passage à niveau peut être ouvert après que dernier essieu est passé le compteur.
La combinaison avec l'édition spéciale du GCA136 pour passage à niveau doit être quelque chose que vous n'avez jamais vu avant.

La configuration de test


Être sûr que le haut de la led IR n'est pas plus haut que le haut du rail.
De cette manière, rien en dessous des trains ou des wagons ne peut le heurter.
La distance entre la led IR et le rail doit être proche de 1.5mm.
Le faisceau IR qui nous intéresse, passe approximativement à 0,5mm au dessus du rail, avec un angle de degrés d'élévation.
De cette façon, seulement les roues sont vues, rien d'autre.
La distance peut variée entre 50 et 300 mm aussi longtemps que l'angle vertical de +/- 5..10° est prise en considération.
Avec la lumière du jour, la distance ne doit pas être de plus de 50 mm, mais elle est très facile à trouver par expérience.
Il est très important d'éviter que le faisceau infrarouge ne puisse passer sous les rails.
Par conséquent, comme sur la photo la meilleure position est au-dessus de la traverse.
Le GCA141 est équipé avec une led pour chaque port.
La led sera allumée quand un signal sera reçu.
De cette façon il est très facile d'ajuster la position du récepteur.

Le Protocole

L'utilisation de Loconet® PE dans cet élément permet d'envoyer l'ensemble des 8 compteurs à l'ordinateur.
Mais bien sûr l'ordinateur a besoin de savoir quel compteur est envoyé.\\
Aussi il doit y avoir un moyen de remise à zéro du compteur, après que le montant exact des essieux du train passé a été transféré.
A cet effet, chaque compteur a besoin d'une adresse.
Cette adresse est utilisée pour pour les deux problèmes évoqués.
Rocrail recevra ces valeurs du compteur et les traite selon la tâche contrôlant le train.
Rocrail supporte la configuration avec une fenêtre Programmation.

Description du matériel

Le GCA141 se compose d'une interface standard Loconet®.
Le processeur génère une fréquence fixe de 9.216 MHz.
Une division interne par 256 va produire une fréquence exacte de 36 KHz, pour piloter les Leds IR.
Cette fréquence de 36 KHz est la fréquence le récepteur SFH5110-36 attends.
Cela rend la porte IR formé par la Led IR et le récepteur très résistante à la lumière du jour.
Les tests ont même été fait avec la lumière directe du soleil, mais il y a une limite ici.
En pratique, la lumière directe du soleil dans le récepteur doit être évitée.
Étant à zéro, le premier comptage de chaque entrée doit être immédiatement envoyé au LocoNet.
Dans cette situation, le compteur de roues fait exactement ce qu'une entrée de retour d'information normale fera.
Après le premier comptage de chaque entrée, le GCA141 enverra chaque changement dans un compteur avec un intervalle d'une seconde, pour éviter un trafic LocoNet trop important.
Chaque compteur peut individuellement être réinitialisé en utilisant le LocoNet.
Les entrées non utilisées doivent être ponté avec un cavalier sur les broches 1&2 du connecteur correspondant.
Les broches 1&2 sont situés le plus près de Leds.

Le résultat final

La carte assemblée Le circuit imprimé, de fabrication industrielle

Le matériel/micrologiciel(firmware)

Les schémas
Le circuit imprimé et l'implantation des composants
La liste des composants
Le Firmware pour le compteur d'essieux
N.B. Seulement les kits commandés complets seront pris en charge!


:!: Depuis Rocrail révision 3618 le firmware doit être mis à jour à la version 1.9.

La carte de émetteur et capteur GCA141-c

Pour éviter tous problèmes de connections longues entre le capteur et la carte du GCA141, le capteur est monté sur une petite carte pilote.
Le GCA141c est équippé avec des connecteurs comme sur le GCA141.
L'extérieur de la led IR, positionnée entre les rails, est susceptible d'être court-circuitée sur les rails par les roues du train.
Les précautions doivent être prises pour éviter que cela ne cause des dommages à la led IR, ou tout autre partie du système.

Utiliser les capteurs à effet Hall

L'utilisation des capteurs à effet Hall est la prochaine extension pour ce projet.
Les connecteurs originellement utilisés pour connecter les cartes GCA141c, sont compatible broche à broche avec le capteur à effet Hall standard TLE4905.
La combinaison du capteur à effet Hall et des aimants est de faire essentiellement la même chose que le comptage de roues, compter juste la quantité d'aimants passés.
La fonction exceptionnelle dans Rocrail pour compter ces aimants fournit un moyen très simple et fiable pour avoir une sécurité supplémentaire sur votre réseau.
Perdre un ou plusieurs wagons n'est plus un problème.\ A partir de la version 5199, Rocrail tiendra l'itinéraire, dans laquelle ces voitures ont été perdu, occupé, et stoppera le train en fonctionnement automatique.
Après avoir collecté et positionné les éléments perdus, simplement libérer l'itinéraire et démarrer le train de nouveau.
C'est un cran de plus pour interdire les collisions!
Plus d'information sur l'utilisation des capteurs à effet Hall peut être trouvé sur cette page.
Le dessin suivant explique comment connecter les capteurs à effet Hall au GCA141.

Matériels pour la carte émetteur et capteur GCA141-c


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