![\"image\"](\"http:\/\/lisby.dk\/wordpress\/wp-content\/uploads\/2019\/08\/image-2.jpg\")
<\/a><\/figure><\/div>\n\n\nIndledningsvis er banen designet s\u00e5ledes:Firkanten til venstre er en ny terrasse, der skal anl\u00e6gges i det ene hj\u00f8rne af haven. Toget k\u00f8rer mod uret rundt om terrassen i en stor vendesl\u00f8jfe. Ved den ene langside er der en station med to perroner, hvor to tog kan h\u00f8re hjemme.<\/p>\n\n\n\n
Den lange str\u00e6kning ligger langs med en h\u00e6k. Det er en enkeltsporet dobbeltrettet str\u00e6kning, hvor to tog kan passere hinanden ved hj\u00e6lp af vigesporet p\u00e5 midten.<\/p>\n\n\n\n
Til h\u00f8jre er der endnu en vendesl\u00f8jfe, hvor togene k\u00f8rer med uret.<\/p>\n\n\n\n
Automatisering via digital styring af analoge tog<\/h2>\n\n\n\n
Jeg vil ikke ofre penge p\u00e5 digitalisering. Heller ikke selvom planen p\u00e5 sigt er at have to tog, der deler en lang str\u00e6kning p\u00e5 langs af haven og en vendesl\u00f8jfe i hver ende plus et par vigespor, s\u00e5 togene kan passere hinanden.<\/p>\n\n\n\n
I stedet vil jeg have en Arduino til at styre det hele. M\u00e5ske en Mega. M\u00e5ske en Due. Eller m\u00e5ske en ESP32.<\/p>\n\n\n\n
Jeg har spurgt Piko om lokomotivet fra starts\u00e6ttet kan styres via PWM (Pulse Width Modulation), dvs. en 20 volt DC, der \u201chakkes i stykker\u201d ved en relativ h\u00f8j frekvens, s\u00e5ledes at det bliver til en firkantsp\u00e6nding, der skifter mellem 0 og 20 volt mange gange per sekund, og hvis \u201cduty-cycle\u201d bliver styret, s\u00e5 den gennemsnitlige sp\u00e6nding kan antage alle mulige v\u00e6rdier mellem 0 og 20 volt.<\/p>\n\n\n\n
Problemet med lokomotivet er, at det indeholder et analogt lydmodul og et r\u00f8gmodul. Og jeg er ikke sikker p\u00e5, at det kan \u201cleve\u201d med et PWM signal.<\/p>\n\n\n\n
PWM skal under alle omst\u00e6ndigheder bruges til servoer til sporskifterne. S\u00e5dan styrer man nu engang servoer. Selve servoerne skal g\u00f8res rimeligt vandt\u00e6tte. Jeg vil fors\u00f8ge at vende dem p\u00e5 hovedet, s\u00e5 regnvand ikke l\u00f8ber ind men tv\u00e6rtimod ud ved akslen. Og resten af servoen bliver pakket ind i sort silikone.<\/p>\n\n\n
<\/a><\/figure><\/div>\n\n\nHvis Piko svarer, at man kan styre lokomotivet med PWM, s\u00e5 vil jeg g\u00f8re det. Dvs. bruge et billigt L298N modul fra Kina, s\u00e5 en Arduino kan afgive et 3,3 volt PWM signal, der forst\u00e6rkes op til 20 volt via L298N modulet, som ogs\u00e5 kan h\u00e5ndtere en str\u00f8m p\u00e5 op til 4 ampere og i \u00f8vrigt polvende signalet, s\u00e5 toget \u00e6ndrer retning.<\/p>\n\n\n\n
Der skal implementeres en kortslutningssikring. Den best\u00e5r i sin enkelthed af en modstand forbundet mellem sense pinden p\u00e5 L298N modulet og stel. N\u00e5r sp\u00e6ndingsfaldet over modstanden bliver h\u00f8j nok til at drive en I\/O port p\u00e5 Arduinoen (modstanden skal dimensioneres ud fra dette kriterie), skal softwaren s\u00f8rge for at afbryde sp\u00e6ndingen dvs. skrue ned p\u00e5 0 volt.<\/p>\n\n\n\n
DC sp\u00e6ndingsforsyning til toget<\/h2>\n\n\n\n
Hvis svaret er, at lokomotivet ikke fungerer med PWM, s\u00e5 vil jeg i stedet udt\u00e6nke en m\u00e5de at generere en variabel DC sp\u00e6nding, som kan polvendes. Basalt set det samme som en variabel laboratoriestr\u00f8mforsyning suppleret med en polvender.<\/p>\n\n\n
<\/a><\/figure><\/div>\n\n\nMht. polvenderen troede jeg, at selvsamme L298N modul kunne bruges. Men dels er den begr\u00e6nset mht. hvor meget str\u00f8m, den kan drive, og dels vil den give et sp\u00e6ndingfald. Men v\u00e6rst, s\u00e5 vil den kr\u00e6ve mindst et input p\u00e5 et sted mellem 5 og 8 volt. I stedet bliver jeg n\u00f8dt til at bruge to rel\u00e6er eller bedre et dobbeltrel\u00e6:<\/p>\n\n\n\n
Dioderne skal v\u00e6re der for at beskytte rel\u00e6et mod de str\u00f8mspidser, der skabes, n\u00e5r polariteten vendes, mens motoren roterer, fordi motoren virker som en dynamo.<\/p>\n\n\n
<\/a><\/figure><\/div>\n\n\nMht. str\u00f8mforsyningsdelen har jeg fundet denne side http:\/\/linuxfocus.org\/English\/June2005\/article379.shtml<\/a>, som anvender en Atmel microcontroller (som ogs\u00e5 er hjertet i en Arduino) til at udg\u00f8re \u201cControl logic\u201d delen af dette blokdiagram:For DAC (eller digital til analog konverter) delen er der mange muligheder. Indtil videre overvejer jeg:<\/p>\n\n\n\n 1. At g\u00f8re som p\u00e5 siden, nemlig at implementere den i microcontrolleren samt en hel del modstande. Det er rimelig simpelt og vil give en perfekt DC sp\u00e6nding. Men det bruger mange I\/O porte p\u00e5 Arduinoen – is\u00e6r hvis man vil have mange sp\u00e6ndingstrin som p\u00e5 siden. Jeg kan dog n\u00f8jes med tre eller fire I\/O porte og derved f\u00e5 8 eller 16 sp\u00e6ndingstrin og dermed hastighedstrin for toget.<\/p>\n\n\n 2. En udglattet udgave af et PWM signal. Det bliver naturligvis aldrig en perfekt DC sp\u00e6nding. Men det kunne m\u00e5ske v\u00e6re godt nok i praksis? Det kan da i hvert fald pr\u00f8ves. Fordelen skulle v\u00e6re, at det kun kr\u00e6ver en enkelt I\/O port og alligevel give 255 sp\u00e6ndingstrin. Jeg har fundet dette forslag til et passivt filter til at implementere udglatningen:3. Bruge en af de analoge udgange, som kun findes p\u00e5 Arduino Due og ESP32 til at generere en \u00e6gte DC sp\u00e6nding med 255 trin.<\/p>\n\n\n Uanset hvordan jeg implementerer en DAC vil den give en sp\u00e6nding p\u00e5 mellem 0 og 3,3 volt (5 volt for Arduino Uno og visse udgaver af Arduino Mega). Denne sp\u00e6nding skal multiplicere med 6 eller 7 i et forst\u00e6rkertrin, som p\u00e5 siden er delt op i en sp\u00e6ndingsforst\u00e6rker og en str\u00f8mforst\u00e6rker:Disse forst\u00e6rkere er simple nok at implementere. Dog har jeg t\u00e6nkt mig at implementere str\u00f8mforst\u00e6rkeren som en enkelt TIP102 Darlington transistor.<\/p>\n\n\n\n Sluttelig best\u00e5r str\u00f8mforsyningen p\u00e5 siden af tre dele, hvoraf jeg kun har brug for den sidste: Et tastatur til at v\u00e6lge sp\u00e6nding og maksimal str\u00f8m, et display til at vise str\u00f8m og sp\u00e6nding, samt en kortslutningssikring.<\/p>\n\n\n\n Kortslutningssikringen best\u00e5r af en 0,5 ohms modstand, som sidder i serie med den load, som str\u00f8mforsyningen driver, samt en I\/O port i Arduinoen, som er sat op som analog indgang. Sp\u00e6ndingsfaldet over modstanden er et udtryk for str\u00f8mstyrken, som dels vises p\u00e5 displayet (hvilket jeg ikke har brug for), og dels bruges til at afbryde str\u00f8mforsyningen (dvs. skrue sp\u00e6ndingen ned p\u00e5 0 volt), s\u00e5fremt str\u00f8mforbruget bliver s\u00e5 h\u00f8jt, at det m\u00e5 anses for at v\u00e6re en kortslutning.<\/p>\n\n\n Afslutningsvis skal der indskydes en 5 volt str\u00f8mforsyning til Arduinoen og diverse dioder og kondensatorer for at kv\u00e6le diverse sp\u00e6ndingsspidser m.v. Alt i alt ender siden med dette diagram, som jeg jo nok ender med at forenkle p\u00e5 ovenfor beskrevne vis:P\u00e5 siden er det ogs\u00e5 muligt at downloade software til microcontrolleren. Det kan jeg ikke bruge direkte, men det kan selvf\u00f8lgelig tjene til inspiration.<\/p>\n\n\n\n Jeg fik svar fra Piko. Og det var hurtigt. Faktisk p\u00e5 dag 4 efter deres sommerferielukning.<\/p>\n\n\n\n Men desv\u00e6rre var svaret blot, at de ingen erfaring har med PWM styring af deres havetog, og derfor ikke kunne hj\u00e6lpe mig. Fair nok: Hvorfor skulle de hj\u00e6lpe mig med at spare noget digital styring, som de ellers kunne s\u00e6lge til mig for flere tusinde kroner?<\/p>\n\n\n\n N\u00e5! Men s\u00e5 m\u00e5 jeg jo unders\u00f8ge, hvordan fartregulatoren i starts\u00e6ttet er bygget.<\/p>\n\n\n\n F\u00f8rst satte jeg mit billig-oscilloscop p\u00e5, og kunne derved konstatere, at det langt fra er et p\u00e6nt DC signal, der kommer ud af regulatoren. Jeg tror, at det er en udglattet PWM. M\u00e5ske sidder der en microcontroller og en L298N indeni?<\/p>\n\n\n\n N\u00e6ste skridt var at skille regulatoren ad og se om jeg kan genkende nogle komponenter. Jeg viser ingen billeder, for det vil sikkert v\u00e6re at bryde nogle copyright regler. Men jeg kan konstatere, at der p\u00e5 oversiden af printet findes nogle st\u00e6rkstr\u00f8mskomponenter. Fra venstre mod h\u00f8jre:<\/p>\n\n\n\n En 15N10 MOSFET, et rel\u00e6 (omskifter, 2 polet), en spole, en 220uF kondensator, et potentiometer (som er den man drejer p\u00e5, n\u00e5r man betjener regulatoren), en 1000 uF kondensator, en 470 uF kondensator, endnu en spole, en 470 uF kondensator (en lille tynd en, der kun t\u00e5ler 10 volt), og sluttelig en dobbelt schottky diode, MBR2045.<\/p>\n\n\n\n Undersiden af printet best\u00e5r af en st\u00f8rre m\u00e6ngde SMD komponenter. En 14-bens IC uden nogen form for idenfikationsmuligheder. En 8-bens IC, som er en BL05A 5V sp\u00e6ndingsregulator, en 3-benet 2n06l64, som m\u00e5 v\u00e6re en transistor af en slags, to stk. relativt store dioder, endnu en 3-benet komponent (en J3Y transistor) samt et utal af sm\u00e5 modstande og kondensatorer.<\/p>\n\n\n\n Jeg g\u00e6tter p\u00e5, at den 14-benede er en microcontroller, der bruges til at lave et PWM signal, som udglattes af de mange kondensatorer, forst\u00e6rkes op af transistorerne og polvendes af rel\u00e6et. Jeg har ikke m\u00e5lt p\u00e5 det, udover at konstatere, at rel\u00e6et er forbundet p\u00e5 kryds p\u00e5 en m\u00e5de, der stemmer med, at den bruges til at polvende.<\/p>\n\n\n S\u00e5 hermed er der truffet et par valg, og bestilt stumper fra Kina: En \u00e6gte analog udgang i stedet for en DAC og et rel\u00e6 som polvender. Jeg har bestilt en ESP32, TIP102 som str\u00f8mforst\u00e6rker, nogle 1 watt modstande til kortslutningssikringen og disse rel\u00e6er som polvendere:Styringen bliver baseret p\u00e5 ESP32S (eller WROOM32), som er en \u201cmini-Arduino\u201d, dvs. med ikke alt for mange I\/O porte:Til geng\u00e6ld har den WIFI, s\u00e5 den kan agere WEB server, s\u00e5ledes at jeg kan styre toget fra en smartphone eller en iPad. Desuden har den en hel del flere processor kr\u00e6fter end en \u201crigtig\u2019 Arduino. Og hvis\/n\u00e5r jeg l\u00f8ber t\u00f8r for I\/O porte kan jeg udvide med endnu en Arduino af en slags. F.eks. en Arduino Mega, som burde give porte nok.<\/p>\n\n\n\n Der er et lille twist i at bruge WIFI forbindelsen og lade ESP32 agere WEB server, idet jeg jo nok ikke kan regne med en stabil WIFI forbindelse via min router ude i haven. Derfor vil det v\u00e6re smartest at s\u00e6tte ESP32 op i Access Point mode, s\u00e5 jeg kan oprette en direkte (punkt til punkt) forbindelse mellem smartphone og ESP32. Se https:\/\/randomnerdtutorials.com\/esp32-access-point-ap-web-server\/<\/a><\/p>\n\n\n\n Der er en del problematikker ved 2-skinnedrift, jeg aldrig har t\u00e6nkt over. Og ogs\u00e5 en del, der h\u00f8rer til i den analoge modeltogsverden. Se http:\/\/www.eastbank.org.uk\/circuits.htm<\/a><\/p>\n\n\n\n Det f\u00f8rste problem er at f\u00e5 et tog til at k\u00f8re rundt i en vendesl\u00f8jfe. Ja faktisk overhovedet det at lave en vendesl\u00f8jfe, idet den umiddelbart i sig selv vil udg\u00f8re en kortslutning.<\/p>\n\n\n\n Ovenst\u00e5ende link beskriver \u201cden gode gamle m\u00e5de\u201d at g\u00f8re det p\u00e5 med oversavede skinner og dioder. Jeg forst\u00e5r bare ikke rigtigt, at det kun foresl\u00e5s at save den yderste skinne over. S\u00e5 vidt jeg kan se, vil den inderste skinne ogs\u00e5 give en kortslutning. Jeg tror, at begge skinner skal saves over og forsynes via dioder.<\/p>\n\n\n\n Man kan ogs\u00e5 udnytte sin Arduino og n\u00f8jes med de oversavede skinner: https:\/\/create.arduino.cc\/projecthub\/Steve_Massikker\/automated-railway-reverse-loop-0aae4c<\/a><\/p>\n\n\n\n Til begge metoder f\u00e5r man brug for en sensor, der kan fort\u00e6lle, hvor toget befinder sig. Og hvorfor skulle jeg ikke bruge de str\u00f8msensorer med to dioder og en optokobler, som jeg efterh\u00e5nden har f\u00e5et styr p\u00e5 at bygge i forbindelse med min \u201crigtige\u201d bane? DC eller AC burde v\u00e6re ligegyldigt, s\u00e5 l\u00e6nge jeg er sikker p\u00e5, at str\u00f8mmen l\u00f8ber den rigtige vej gennem dioderne. Og m\u00e5ske bruger havetoget s\u00e5 meget str\u00f8m, at jeg kan n\u00f8jes med kun en diode? Det skal i hvert fald fors\u00f8ges.<\/p>\n\n\n\n Jeg kan naturligvis ogs\u00e5 udstyre toget med magneter og bruge reed switches. Det kan ende med at give den simpleste ledningsf\u00f8ring. Og jeg kan s\u00e6tte magneten et vilk\u00e5rligt sted p\u00e5 toget. Ogs\u00e5 p\u00e5 bagerste vogn, s\u00e5 jeg kan detektere, hvorn\u00e5r toget er helt inde i en blok, i stedet for blot at lokomotivets str\u00f8moptag er inde i blokken. De \u201ckontakter\u201d, man kan k\u00f8be fra LGB, er sandsynligvis reedswitche. De kr\u00e6ver i hvert fald en magnet p\u00e5 toget.<\/p>\n\n\n\n Uanset om det kr\u00e6ver en eller to dioder, s\u00e5 kan det vel v\u00e6re de samme dioder, der beskytter polvender rel\u00e6erne.<\/p>\n\n\n\n LGB har sat det i system og tilbyder oversavede skinnestykker med dioder og det hele, polariseringsrel\u00e6, sensorer og det hele. Det er ganske vist dyrt, men det er sikkert nemt: http:\/\/track2.com\/info\/lgb-reverse-loop\/LGBReverse.pdf<\/a><\/p>\n\n\n\n Faktisk har LGB en hel serie af automatiseringsdimser. PIKO har kopieret en del af disse, men den eneste ordentlige beskrivelse, jeg har kunnet finde, er fra LGB: https:\/\/www.champex-linden.de\/download_fremddokumente\/lgb_00559_explore_the_world_of_lgb.pdf<\/a><\/p>\n\n\n N\u00e6ste udfordring bliver at have en enkeltsporet str\u00e6kning med et vigespor midt p\u00e5, hvor tog p\u00e5 skift sendes fra hver ende og passerer hinanden ved vigesporet:Det m\u00e5 kunne l\u00f8ses ved at save skinnerne over, s\u00e5 hver af de to enkeltsporede stykker og hver af de to vigespor udg\u00f8r en blok. Hver blok skal v\u00e6re udstyret med en sensor. De to ender skal kunne polvendes og de to vigespor skal kunne slukkes for, og skal kunne str\u00f8mforsynes fra enten den ene eller den anden ende. Det kr\u00e6ver sikkert en del rel\u00e6er. Men de er billige. Resten er et sp\u00f8rgsm\u00e5l om software, der holder styr p\u00e5 de to tog med hensyn til position, retning og hastighed.<\/p>\n\n\n\n Alt i alt ender vi med:<\/p>\n\n\n\n – 4 dobbelte omskifter rel\u00e6er (RB – RE) og et enkelt omskifter rel\u00e6 (RA) til at styre skinnerne En skitse til at f\u00e5 alt dette til at h\u00e6nge sammen:<\/p>\n\n\n\n Og s\u00e5 kan det v\u00e6re, at jeg p\u00e5 et tidspunkt tilf\u00f8jer et trykknappanel, nogle lysdioder og m\u00e5ske et lille display til at vise status og styre banen, s\u00e5 jeg kan bruge toget uden en iPad. Lidt ligesom det er rart at kunne bruge min \u201crigtige\u201d bane fra Ecos\u2019en i stedet for altid at skulle g\u00f8re det via en PC. Det vil sikkert kr\u00e6ve en ESP8266 for at f\u00e5 flere I\/O porte til r\u00e5dighed. Det kr\u00e6ver i hvert fald, at jeg ikke bruger de to i2c porte p\u00e5 ESP32 til andre form\u00e5l.<\/p>\n\n\n\n Problemet med displays er, at de enten er meget sm\u00e5 eller for dyre. Man kan k\u00f8be et 1,3 tommer monokront display for ganske f\u00e5 Euro. Men det svarer kun til 23 x 35 mm. Eller man kan k\u00f8be et display med 4×20 tegn, som er ca. 3 x 8 cm. Skal det v\u00e6re st\u00f8rre bliver det dyrt.<\/p>\n\n\n\n S\u00e5 m\u00e5ske skal jeg hellere satse p\u00e5 et st\u00f8rre antal lysdioder og nogen\u00a0MCP23017 I\/O porte.<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" August 2019 Hvorfor mon jeg sagde det? Det begyndte med at fruen vil til at planl\u00e6gge at l\u00e6gge haven om og bl.a. lave en tr\u00e6terrasse i det sydvestlige hj\u00f8rne, hvor en h\u00f8j h\u00e6k s\u00f8rger for s\u00e5 meget skygge og s\u00e5 lidt sol, at der stort set intet kan gro alligevel. Og s\u00e5 var det, at … Continue reading 2019 del 2 – Havetog<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-2106","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/lisby.dk\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/2106"}],"collection":[{"href":"https:\/\/lisby.dk\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/lisby.dk\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/lisby.dk\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/lisby.dk\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=2106"}],"version-history":[{"count":15,"href":"https:\/\/lisby.dk\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/2106\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":3624,"href":"https:\/\/lisby.dk\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/2106\/revisions\/3624"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/lisby.dk\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=2106"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/lisby.dk\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=2106"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/lisby.dk\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=2106"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n15. august<\/h2>\n\n\n\n
<\/a><\/figure><\/div>\n\n<\/a><\/figure><\/div>\n\n<\/a><\/figure><\/div>\n\n\nAnalog 2-skinne teknik<\/h2>\n\n\n\n
<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n
\n– 2 enkelte rel\u00e6er og lidt mere elektronik til kortslutningssikring af de to str\u00f8mforsyninger
\n– 6 reed switche (S1, S2, S5, S6, S8, S9) til at f\u00f8le n\u00e5r et tog er inde i et vigespor eller en vendesl\u00f8jfe
\n– 6 servoer til at drive sporskifterne (T1 – T6)
\n– 2 sp\u00e6ndings- og str\u00f8mforst\u00e6rkere, der skal g\u00f8re de to DAC\u2019er i ESP32 til str\u00f8mforsyninger
\n– 2 sm\u00e5 eller hellere en stor \u201ctransformator\u201d, som i virkeligheden skal v\u00e6re 20 volt (eller lidt mere eller mindre) DC str\u00f8mforsyninger. M\u00e5ske har jeg en eller kan finde en fra en gammel b\u00e6rbar PC?
\n– 1 ESP32 til at styre det hele<\/p>\n\n\n<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n