Le nouveau blog D’un de nos Membres

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Le Blog Cab Mini World de Cyrille

Cab Mini World est un univers miniature créé par un passionné de trains miniatures et de décors. C’est un blog où tu peux suivre la création d’un réseau miniature, de la conception à la réalisation.

Que peux-tu y trouver ?

  • Des articles sur la construction du réseau: des plans, des explications sur le matériel utilisé, des photos des différentes étapes.
  • Des actualités: des nouvelles sur l’avancée du projet, des annonces d’événements.
  • Des articles thématiques: des focus sur des éléments particuliers du réseau, comme les locomotives ou les décors.

Pourquoi visiter Cab Mini World ?

  • Pour les passionnés de trains miniatures: c’est une source d’inspiration et d’informations précieuses.
  • Pour ceux qui sont curieux: c’est une occasion de découvrir un univers méconnu et de suivre un projet créatif de A à Z.

En résumé, Cab Mini World est un blog pour tous ceux qui aiment les trains miniatures, les maquettes et les univers en réduction.

Pour en savoir plus, je vous conseille de visiter le site web de Cab Mini World: https://cabminiworld.fr/

Mise à Jour du Site : Découvrez les Nouvelles Fonctionnalités !

Mise à Jour du Site : Découvrez les Nouvelles Fonctionnalités !

Chers Utilisateurs,

Nous sommes ravis de vous annoncer une mise à jour majeure de notre site internet ! Cette nouvelle version apporte une série de fonctionnalités améliorées et des améliorations de performance pour rendre votre expérience en ligne encore plus agréable et efficace.

Principales Nouveautés :

  1. Nouveau Design Intuitif : Nous avons repensé l’interface pour une navigation plus fluide et une esthétique moderne.
  2. Compatibilité Mobile Améliorée : Notre site est désormais parfaitement optimisé pour une expérience utilisateur optimale sur tous les appareils mobiles.
  3. Fonctionnalités Augmentées : Profitez de nouvelles fonctionnalités telles que la recherche améliorée, la personnalisation des profils, et bien plus encore.
  4. Sécurité Renforcée : Votre sécurité en ligne est notre priorité. Nous avons mis en place des mesures supplémentaires pour protéger vos données personnelles.
  5. Performances Accrues : Notre site est désormais plus rapide que jamais, garantissant des temps de chargement réduits et une navigation sans accroc.

Nous sommes convaincus que ces changements rendront votre expérience sur notre site encore plus agréable et productive. Vos commentaires sont précieux, alors n’hésitez pas à nous faire part de vos impressions et suggestions !

Pour découvrir ces nouveautés par vous-même, rendez-vous dès maintenant sur notre site et explorez toutes les nouvelles fonctionnalités passionnantes qui vous attendent.

Merci pour votre fidélité et votre soutien continu.

Cordialement, L’équipe de l’association des Modelistes Ferroviaire de Nice.

Projet LOTIR

Projet LOTIR

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).

    émetteur est construit autour d'un PIC 12F675

    Le plus encombrant, ce sont le support du circuit intégré, l’inter et les connecteurs…

    émetteur est construit autour d'un PIC 12F675

    … 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.

    l'ensemble se loge dans un tombereau à l'échelle N

    Les détecteurs le long de la voie

    Schéma retrosignalisation

    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« .

    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.

    La carcasse du versant droit de la vallée a été recouverte d’un grillage

    Projet LOTIR

    Projet RASCAR

    Note : cette page ne décrit pas un système complet, prêt à l’emploi, mais présente seulement quelques solutions, accompagnées de leurs tests de faisabilité.
    Ces solutions s’appliquent aux réseaux de chemin de fer miniature digitalisés, mais aussi aux réseaux de véhicules routiers du genre Car-System Faller.

    Principe de la solution :

    Avec les systèmes classiques comme le Railcom, ou même avec la solution évoquée précédemment (solution 1), il faut un bus de rétrosignalisation pour faire remonter les informations depuis les détecteurs situés le long de la voie jusqu’à un organe central de prise de décision: centrale, PC, ou autre.

    La solution décrite ici permet non seulement de ne pas avoir à sectionner la voie, mais aussi de se passer de ce bus de rétrosignalisation.

    On verra plus loin comment ce système peut être utilisé en complément d’un système digital, sans modifier celui-ci.

    Réalisation :

    L’idée centrale consiste à inverser la logique habituelle, où c’est la voie qui détecte le passage d’un train et l’identifie.
    Ici, c’est le train qui détecte son passage en un point du réseau (sur une balise) et rapporte cet évènement à l’ordinateur de gestion.
    Pour cela, il est fait usage de petits modules WiFi très à la mode: la famille ESP8266.
    On trouve sur internet quantité d’informations sur ces modules, et la façon de les programmer via l’environnement de développement (IDE) d’Arduino. Aussi nous n’y reviendrons pas.

    Les balises :

    Comme indiqué précédemment, vu les difficultés rencontrées avec le RFID (bien qu’il semble à première vue plus satisfaisant pour l’esprit), on utilise ici des balises actives émettant un signal infra-rouge.

    Les avantages de ces balises sur les solutions traditionnelles sont les suivantes:

    • elles ne nécessitent pas de coupures dans la voie, seulement un trou de 3mm pour la LED
    • elles sont bien plus simples et donc bien moins chères qu’un module de détection
    • et le câblage en est bien plus simple également.

    De ce fait, les balises peuvent être installées ultérieurement, sur une réseau « non cantonné » à l’origine, et sans abimer une voie déjà peinte et ballastée.

    Une balise de base se compose d’un microcontrôleur quelconque ( pourvu qu’il ait un port série), d’une LED infra-rouge et d’une résistance. Le microcontrôleur envoie des octets sur la LED via le port série.
    La vitesse de signalisation est limitée par les performances de la LED et du photodétecteur. 19200 bps semble être la limite raisonnable avec les composants utilisés ici.

    émetteur de base

    Un microcontrôleur peut commander plusieurs LEDs, donc plusieurs balises, ce qui réduit la quantité de matériel nécessaire.
    Chaque LED est commandée à tour de rôle pour envoyer un octet.

    Ci-contre, schéma d’une balise octuple réalisée à partir d’un Arduino nano.
    L’Arduino met chaque point de commande (D2, D3…) à l’état haut pendant la durée d’émission d’un octet. Pendant ce temps les autres points de commande sont à l’état bas, aussi les LEDs correspondantes sont inactives.

    On peut commander 8 LEDs par microcontrôleur avec une vitesse de signalisation de 19200 bps. Chaque LED émet alors un octet toutes les 4ms.

    De nombreux paramétrages différents sont possibles.

    schéma d'une balise octuple

    Les microcontrôleurs doivent être alimentés électriquement. Un simple feeder 5V courant le long du réseau constitue la solution la plus simple.
    Sur un réseau digital on peut envisager d’alimenter les microcontrôleurs depuis la voie, via une électronique ad-hoc.

    programme de test d’une balise multiple

    Les détecteurs-transmetteurs 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.
    On peut aussi y intégrer la commande de l’engin moteur. Cette possibilité, utile pour les engins fonctionnant sur batterie, n’est pas décrite ici.

    Le détecteur-transmetteur minimum est basé sur un ESP-01, le plus petit module de la famille des ESP8266.

    (Note : non, le phototransistor n’est pas monté à l’envers!).

    détecteur-transmetteur

    Pour les tests, nos détecteurs-transmetteurs sont alimentés par batterie.

    programme de test d’un détecteur embarqué

    Les ESP-01 sont assez petits d’origine, mais il est possible d’en diminuer encore l’encombrement. Voir ici.

    Performances :

    Avec le phototransistor du wagon de test à 13 mm au dessus de la LED infrarouge, la détection fonctionne sur une longueur de 1,5 cm.
    Une balise émet un octet toutes les 4ms. La vitesse du train doit donc être inférieure à 3,75 m/s pour avoir le temps de détecter un octet.
    Mais comme le détecteur attend d’avoir reçu trois octets identiques avant de les transmettre, la vitesse maximum n’est que de 1,25 m/s, soit seulement 390 km/h à l’échelle HO.

    Tous les paramètres peuvent être modifiés pour obtenir des performances différentes.

    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).

    Déclenchement d’une action au passage d’un train :

    Le dispositif de commande peut être constitué e n’importe quel module de la famille ESP8266, mais pour simplifier l’alimentation électrique et la programmation, nous utilisons un NodeMCU, petit module qui comprend un ESP12 et les circuits nécessaires pour se connecter à un port USB.
    Le détecteur embarqué lui envoie un message UDP indiquant le numéro de la balise qui vient d’être franchie. L’identité du train peut être ajoutée dans le message, ou bien déduite de l’adresse IP du détecteur.

    Exemple : annonce d’entrée en gare. Il n’y a pas d’action sur le train.

    Le programme qui déclenche l’action tourne sur le NodeMCU.
    Il n’y a pas de dispositif d’annonce dans nos tests, ce programme affiche simplement les informations nécessaires via l’IDE Arduino.

    programme de test d’annonce

    Déclenchement d’une action simple sur un train :

    Pour agir sur les trains, il faut envoyer à la centrale les commandes DCC appropriées, en mentionnant l’adresse de l’engin moteur.
    Chaque modèle de centrale a ses interfaces, avec les protocoles correspondants.
    Pour rester dans le domaine du sans fil, nous utilisons une centrale compatible Z21: on peut la commander en lui envoyant des ordres sous forme de paquets USB, en WiFi. Il suffit de respecter le protocole Roco Z21. La centrale reçoit les commandes comme s’ils provenaient d’un smartphone ou d’une tablette équipés de l’appli Z21.

    Exemple : déclenchement du sifflet ou autre accessoire embarqué (éclairage, etc).

    Le programme qui déclenche l’action tourne sur un NodeMCU.
    Ce module fonctionne comme un point d’accès pour les détecteurs embarqués, et comme une station vis-à-vis de la centrale.
    La commande des trains depuis d’autres manettes n’est pas impactée.

    programme de test de sifflet

    Les commandes Z21 nécessaires se limitent ici à la commande des fonctions (avertisseurs, éclairages).

    Un « réseau » de test tout simple :

    Pour tester ces quelques solutions sans mettre en oeuvre un grand réseau, on peut se contenter d’une voie d’essai, moins encombrante :

    Les commandes Z21 nécessaires sont les commandes de vitesse et de fonctions des locos.

    Gestion d’un réseau réel :

    La gestion d’un vrai réseau est une tache complexe, et un NodeMCU n’est pas le processeur idéal pour l’assurer.
    C’est pourquoi nous l’envisageons dans un PC pour plus de confort et de performances.

    Il y a de multiples façons de faire communiquer un PC à la fois avec les véhicules et avec la centrale. Mais la centrale que nous utilisons pour les tests n’a pas d’interface réseau, et ne peut fonctionner qu’en WiFi et en mode point d’accès, aussi l’éventail des possibilités est limité.
    En pratique la solution adoptée est très semblable à la précedente, sauf que le NodeMCU qui récupère les messages de localisation en provenance des mobiles et envoie ses ordres à la centrale, le fait sous contrôle du PC.

    Ici les commandes Z21 nécessaires se limitent à la commande de vitesse des locos, afin d’obéir aux signaux. Un petit protocole est à établir entre le PC et le NodeMCU.

    programme de test d’un dongle Z21

    Projet LOTIR

    Localisation des trains par infrarouge

    Pourquoi ce système ?

    Pour ajouter de petits automatismes sympas à un réseau digital, il faut pouvoir localiser les trains.

    Qu’il s’agisse de déclencher une annonce d’entrée en gare, ou d’allumer l’éclairage avant de pénétrer dans un tunnel, ou encore de faire siffler une locomotive davant une pancarte « S », il faut être prévenu qu’un certain train vient de passer à un certain endroit.
    À partir de ces informations, on peut même envisager une automatisation plus poussée du réseau: signalisation fonctionnelle, obéissance aux signaux, etc.

    Les solutions disponibles sur le marché consistent à découper la voie en sections, et connecter ces sections à des détecteurs d’occupation qui vont nous prévenir au passage d’un train.
    Pour savoir de quel train il s’agit, on peut ensuite faire appel à une solution de type Railcom, ou bien simplement suivre les trains de section en section.

    Si cette façon de faire est acceptable pour équiper un réseau lors de sa construction, elle est plus problématique lorsqu’on a affaire à un réseau existant, dont les voies sont peintes et ballastées, et pour lequel le propriétaire n’a prévu aucune coupure dans la voie, puisque c’est une des raisons d’être du digital que de s’en passer.

    C’est pourquoi nous avons cherché une façon simple de faire cela sans aucune modification du réseau, et notamment sans sectionner la voie.

    Nous verrons aussi plus loin que ce système peut être utilisé en complément d’un système digital, sans modifier celui-ci.

    Le RFID ?

    La première solution qui vient à l’idée, c’est d’utiliser le RFID. De petites étiquettes dans le matériel roulant, des détecteurs sous la voie, et le tour est joué!
    Joué? Pas si sûr, car nous avons rencontré nombre de difficultés avec ce système.

    Cette page n’a pas pour but de critiquer le RFID ou de dissuader les modélistes de s’en servir, mais notons que :

    • installer des récepteurs sous la voie n’est pas si simple, et même problématique sur un réseau terminé dont on ne souhaite pas refaire le décor
    • les récepteurs ont un côut non négligeable
    • les étiquettes, ou « tags », ne sont pas si faciles à placer dans le matériel roulant
    • des dysfonctionnements sont possibles dans un certain nombre de situations
    • et enfin, et surtout, le temps de détection est trop long pour permettre l’identification d’un train roulant à vitesse raisonnable.

    C’est pourquoi, en attendant que l’industrie nous propose une meilleure solution, nous nous sommes tournés vers l’identification par infrarouge.

    Comme exposé plus loin, l’installation de LEDs ou de photodétecteurs dans la voie ne nécessite qu’un trou de 3mm de diamètre, et une fois posé, le composant est très discret.

    Et l’alimentation électrique ?

    L’intérêt majeur du RFID est que les « tags » ne nécessitent pas d’alimentation électrique.
    Alors qu’avec l’infrarouge, la partie embarquée doit être alimentée, d’une façon ou d’une autre.
    Mais ce n’est pas un problème en digital, et l’électronique que nous présentons peut être alimentée depuis la voie, ou même depuis le décodeur DCC, comme un accessoire embarqué.

    Réalisation :

    L’identification par infrarouge peut être mise en oeuvre de deux façons:

    Solution 1 : les émetteurs sont dans les trains et les détecteurs le long de la voie,
    Solution 2 : à l’inverse, les émetteurs sont le long de la voie et les détecteurs dans les trains.

    Les deux possibilités ont été testées et sont décrites plus loin, mais les avantages et inconvénients de chacune sont essentiellement les suivants :

    • dans la solution 1, l’électronique embarquée est plus simple et plus facile à alimenter, mais le câblage du réseau plus complexe, parce qu’il faut utiliser un bus de rétrosignalisation pour faire remonter les informations des détecteurs à la centrale (ou au processeur qui gère la fonction qu’on veut réaliser).
    • dans la solution 2, l’électronique embarquée est un peu plus complexe, mais on fait l’économie de tout câblage supplémentaire au niveau du réseau.

    Les émetteurs infrarouge :

    Un émetteur de base se compose d’un microcontrôleur quelconque, d’une LED infra-rouge et d’une résistance. Le microcontrôleur envoie des octets sur la LED via le port série (ou, en l’absence de port série, via la fonction « SoftUART » présente dans la plupart des environnements de programmation).
    La vitesse de signalisation est limitée par les performances de la LED et du photodétecteur. 19200 bps semble être la limite raisonnable avec les composants utilisés ici.

    émetteur de base

    Comme exposé plus loin, dans le cas de la solution 2 on peut réduire la quantité de matériel nécessaire sur le réseau en commandant plusieurs LEDs infrarouge depuis le même microcontrôleur.

    Les récepteurs-transmetteurs infrarouge :

    Un récepteur-transmetteur se compose d’un phototransistor et d’un microcontrôleur capable de retransmettre les informations reçues soit sur un bus (solution 1) soit par WiFi (solution 2).
    Dans le premier cas nous avons utilisé des Arduino Pro Mini, dans le second, des ESP8266-01.

    (Note: non, le phototransistor n’est pas monté à l’envers!).

    récepteur-transmetteur

    Performances :

    Avec le phototransistor à environ 5 mm de la LED infrarouge, la détection fonctionne sur une longueur de 1 cm.
    Comme l’émetteur envoi un octet toutes les 4ms. La vitesse du train doit être inférieure à 3,75 m/s pour avoir le temps de détecter cet octet.
    Mais comme le détecteur attend d’avoir reçu trois octets identiques avant de les transmettre, la vitesse maximum n’est que de 1,25 m/s, soit seulement(!) 390 km/h à l’échelle HO.

    Tous ces paramètres peuvent être modifiés pour obtenir des performances différentes.

    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 plus loin.