A.M.F.N.
Association des Modélistes Ferroviaires de Nice

Localisation et identification des trains par infrarouge
(par émetteurs embarqués et détecteurs le long de la voie)
(page en cours de rédaction, mise à jour le 05/06/2022)

Note: cette page ne décrit pas un système complet, prêt à l'emploi, mais  présente seulement quelques solutions, accompagnées de leurs tests de faisabilité.


Rappel:

Comme indiqué sur la page précédente, il s'agit ici de localiser et d'identifier les trains en installant un émetteur infrarouge à l'intérieur des locomotives, et des détecteurs le long de la voie.

Les émetteurs embarqués:

Ils peuvent être réalisés comme un montage autonome, pour installation dans un engin moteur, à coté du décodeur DCC traditionnel, ou bien logés dans un véhicule auxiliaire.

Ils peuvent être alimentés depuis le courant de voie, via un circuit ad-hoc, ou bien depuis le décodeur DCC, comme un accessoire embarqué. Pour les tests, nos transmetteurs sont alimentés par batterie.

Dans le cas où on construit ses décodeurs soi-même (mais oui, ça se fait!), le signal peut être généré par le microcontrôleur du décodeur, et seule la LED infrarouge est à ajouter.
 
 Cet émetteur est construit autour d'un PIC 12F675, simplement parce que nous en avons plein nos tiroirs.

Un ATtiny ou autre petite bête à huit pattes convient  aussi bien.

(Un condensateur de découplage CMS de 1µF n'est pas représenté sur ce schéma).

 

Le plus encombrant, ce sont le support du circuit intégré, l'inter et les connecteurs...
... mais l'ensemble se loge dans un tombereau à l'échelle N.

Pour les test préliminaires, la LED est orientée latéralement.

L'alimentation se fait par par batterie LiPo. Dans ce cas la résistance est diminuée à 220 ohms.

La consommation n'étant que de 1,5mA, l'autonomie est acceptable. 
 

programme de test d'un émetteur embarqué

Les détecteurs le long de la voie:

Les détecteurs sont basés sur un Arduino Pro Mini. L'Arduino Pro Mini permet d'avoir un accès direct aux port série sans être gêné par l'interface USB.

Ils renvoient leurs information via un genre de bus de rétrosignalisation vers une station maître, basée sur un Arduino Mega. L'arduino Mega permet d'avoir plusieurs ports série.

Pour les tests, le bus et son protocole utilisés sont une version très simplifiée (il n'y a par exemple pas de correction de collision) d'un bus série que nous utilisons depuis longtemps, et qui a l'avantage de ne nécessiter aucune électronique ni aucun protocole. 

Pour une utilisation plus sérieuse on peut adopter un des bus classiques en modélisme ferroviaire, ce n'est pas ce qui manque.

Exemples d'applications:

- annonce d'entrée en gare d'un train (sans action sur le train),
- déclenchement de l'avertisseur ou du sifflet lors du passage devant la pancarte S (action sur le train),
- allumage de l'éclairage à l'entrée d'un tunnel, extinction à la sortie (action sur le train),
- obéissance aux signaux, bloc-système simplifié (action sur le train),
- exploitation plus avancée d'un réseau  (action sur le train).

Ces exemples sont détaillés sur la page suivante, dans le cadre de la "solution 2".

Une installation de test simplifiée:

On peut tester très simplement les fonctions principales du système (identification des trains et commande de la centrale) de la façon suivante:

Toutes les fonctions sont réalisées par un NodeMCU: détection des émetteurs, filtrage du signal, identification du train, décision de l'action à accomplir en fonction du train (ici, avertisseur sonore), et envoi de la commande appropriée à la centrale.
Le module constitue donc une "balise intelligente".

Pour simplifier le câblage nous utilisons une centrale compatible Z21.

On peut de plus se connecter au module depuis un PC ou un smartphone pour paramétrer l'application en utilisant un client UDP  (Packet Sender, UDP Terminal, etc).

programme de test de cette installation

Pour les tests préliminaires, le NodeMCU est logé dans une boîte en forme de bâtiment technique posé le long de la voie. De la sorte on n'a même pas à faire de trou entre les traverses.
 


 
La boîte contient un NodeMCU encore sur son "breadboad", une batterie Li-Ion comme alimentation, un interrupteur et le détecteur infrarouge.

Ce dernier est monté de façon à être réglable en hauteur.

Rappelons que ceci n'est qu'une installation de test, et que diode et détecteur sont prévus pour être installés entre les rails.


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