Avec ce billet, commence la réalisation de la version 2 de ma centrale DCC.

La pièce maitresse est le poste de contrôle dit "TCO".
Dans le vocabulaire SNCF, TCO signifie le Tableau de Contrôle Optique
On peut aussi dire, pour simplifier "tableau de commande"
Son but est de regrouper les commandes et les supervisions.



Pour cela, j'ai besoin d'un Arduino MEGA 2560 qui dispose d'un nombre d'entrées-sorties important (54), d'un panneau d'affichage de la position des trains et de manettes pour piloter 4 trains maximum.

Voici la construction du boîtier du TCO :

Une plaque de polycarbonate blanche, coupée au cutter et percée pour disposer des afficheurs 7 segments à Led (position des trains), des leds d'aiguilles (voie ouverte seulement) et des inverseurs de commande des aiguilles.

TC0-E1.jpg

Le coté composants, les afficheurs étant soudés sur des plaques à bande.

TCO-E2.jpg

Une autre plaque est préparée pour disposer les potentiomètres linéaires de vitesse, les inverseurs de direction, des boutons de commande et des leds d'état.

TCO-P1.jpg

TCO-P2.jpg

L'ensemble s'installe dans un boitier assez réussi, avec des cotés en polycarbonate blanc, le tout assemblé avec des cornières en laiton placées à l'intérieur.

TCO1.jpg

Voici le panneau des afficheurs 7 segments et des leds en cours de câblage. Il consomme quand même 20 ports digitaux de l'Arduino Mega, en multiplexant les 8 afficheurs :


TCO2.jpg

J'ai écrit rapidement un test des afficheurs et des leds d'aiguilles pour vérifier le câblage:

TCO-test_leds.jpg

Cette image permet de savoir quelles combinaisons de segments forment les chiffres de 0 à 9.

7_segments.png

Les afficheurs sont multiplexés, ce qui ne prend que 8 ports pour les segments et 8 ports pour les cathodes communes des afficheurs.

Sur la photo ils ont l'air tous allumés, ce qui prouve que le temps de balayage des 8 afficheurs par le logiciel est plus court que le temps d'ouverture de l'appareil photo.

J'ai écrit un petit programme de test qui permet surtout de valider les ports et les sens des commandes :

test1.ino



Petit intermède :
comment réaliser un bouton poussoir miniature à travers un trou de 3 mm, et fixer le tout sur la plaque de plexi ?

J'avais des petits boutons de récupération de 5 mm de coté et 5 mm de haut, à monter sur CI. On en trouve souvent derrière les panneaux en plastique souple ou derrière une tringlerie en plastique dur dans certains appareils électroménagers.

Voici les ingrédients :

TCO-boutonclou1.jpg

Le bouton est un morceau de clou à tête plate. La tête doit s'appuyer sur le poussoir miniature, la tige est guidée par le trou dans le plexi.

Le poussoir est soudé sur une mini-plaque à pastilles qui est collée à l'epoxy sur des tasseaux en bois et le tout est collé sur la face arrière du plexi, en emprisonnant le clou.

TCO-boutonclou2.jpg

TCO-boutonclou3.jpg

Il ne reste plus qu'à trouver un joli capuchon sur l'extrémité visible du clou !

Suite du câblage du TCO.

Pour connecter tous ces composants sur l'Arduino Mega, le mieux est d'utiliser un "shield" adapté. Je suis parti du plus simple sur lequel j'ai soudé des nappes de 10 fils. Ces nappes relient l'Arduino à des connecteur pour nappe femelle. Les connecteurs mâles sont reliés aux composants du TCO. Ainsi il sera toujours possible de démonter le TCO pour toute opération de maintenance, si nécessaire.

IMG_TCO2.jpg

Tous les composants sont connectés conformément à un plan de câblage pré-établi.

Arduino-TCO12.012.jpg

IMG_TCO3.jpg

IMG_TCO5.jpg

IMG_TCO6.jpg

Quand tout est soudé, les nappes sont reliées entre elles et la carte d'extension peut être entichée sur l'Arduino

IMG_TCO8.jpg


Pour tester le TCO : Un simulateur de pilotage

A ce stade de la réalisation, je n'ai qu'un tableau de commande qui n'est pas relié au circuit réel. Mais je dispose de la totalité de l'interface utilisateur.

L'idée m'est venue de réaliser un programme simulateur qui prend en compte les commandes du TCO et qui affiche un hypothétique trafic ferroviaire sur son tableau. J'ai alors voulu animer 4 trains virtuels avec une vrai gestion de cantons et une gestion de sécurité pour éviter les collisions.

Cette étude m'a permis de définir la plupart des structures de données dont j'aurai besoin pour le TCO réel.

Le programme est ici (en 3 parties) :

SimuTCO.zip


Les liaisons entre le TCO et le reste du circuit sont décrites dans ce tableau :

TCO16.jpg

Elles se réduisent aux connexions avec le booster à base de LMD18200 et à une liaison I2C avec le Contrôleur du circuit décrit dans le billet suivant.



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