Radiocomando per treno H0

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    Salve a tutti gli appassionati.
    In questo post vorrei presentarvi una mia idea che mi ronzava per la testa da molto tempo.
    Non so se esiste già qualcosa di simile, io non l'ho mai trovato, almeno in questa scala (H0). Ho visto qualcosa di simile nelle grandi scale come la scala 0 dove è possibile vedere locomotive controllate dai radiocomandi normalmente utilizzati per gli aeromodelli o i droni.

    Mi è quindi balzata l'idea di proporre qualcosa anche per la scala H0 e fondamentalmente per due ragioni: la prima è per ideare un'alternativa, qualcosa di nuovo e soprattutto insolito e la seconda per svincolarmi dall'alimentazione proveniente dai binari che comporta sistemi più o meno articolati per essere messi in opera, e mi riferisco alla costante pulizia dei contatti elettrici, delle ruote dei rotabili e poi i cappi di ritorno, i cuori polarizzati dei deviatoi e altre di queste cose.
    Premetto che sono consapevole che è quasi un secolo che i trenini elettrici funzionano prendendo corrente dai binari e non sarò certo io a sconvolgere questa consuetudine.
    La mia è soltanto...come dire...un esercizio di progettazione elettronica, uno sfizio, tentare qualcosa che fin ora non è stato fatto per cui eccolo qua!
    Questo progetto prevede di comandare un convoglio H0 tramite un sistema di radiocomando ed alimentato da batterie per cui i binari assumono un ruolo funzionale di secondo piano.
    Lo vedo già che qualcuno storce il naso......ma è solo una prova, un prototipo...e chissa magari a qualcuno potrebbe piacere come idea.

    La prima difficoltà da affrontare in un simile progetto è l'ingombro che deve essere moooolto contenuto (vista la scala) e questo a livello amatoriale è piuttosto complicato. A livello industriale sarebbe un gioco da ragazzi realizzare un sistema grande come un chicco di riso.

    Scrivendo in questa sezione diamo per scontato che tutti parliamo la stessa lingua per cui cercherò di limitare le spiegazioni puramente tecniche ed entrerò nel vivo del progetto.
    La sfida è quella di realizzare un sistema di comando simile ai classici trasformatori DC di vecchia generazione, quelli con il manopolone centrale della potenza per intenderci, tipo i vecchi Rivarossi o i Marklin...o magari i nuovi Lokmouse?
    Il nostro trasmettitore deve inviare al motore il PWM necessario per la marcia avanti, indietro, lo stop e la relativa regolazione della velocità. Niente di più semplice:
    Buttiamo giù uno schema:

    Telecomando-treni-TX

    Usiamo un modulo NRF24L01 che trasmette a 2,4 Ghz:

    NRF24-L01

    un Arduino nano V3:

    Arduino-nano-V3

    e tanta pazienza per assemblare il tutto:

    Trasmettitore

    Alla fine il risultato è questo:

    Telecomando-1

    Manopolone centrale con al centro lo STOP ed un interruttore per l'accensione delle luci di marcia della locomotiva bianche e rosse:

    Telecomando

    Telecomando-2

    Nel ricevitore ho utilizzato lo stesso modulo radio ed un altro Arduino ma con l'aggiunta di un H-BRIDGE miniaturizzato per il controllo del motore e due transistor per i led delle luci:

    DRV8871

    DRV8871-1

    Telecomando-treni-RX

    Occore cercare di miniaturizzare il tutto il più possibile:

    Ricevitore

    Una piccola osservazione:
    esistono in campo modellistico dei nanoricevitori già completi ma il loro utilizzo ci avrebbe obbligato ad usare un radiocomando da aereo o da automobile, il che mi sembra improponibile in campo fermodellistico...cosi addio manopolone stile Marklin.


    Non avendo a disposizione una locomotiva da sacrificare ho posizionato il circuito all'interno di una vecchia carrozza 1:100 e come motrice un vecchio carrello motorizzato che usavo per degli esperimenti.

    IMG-20230514-124812

    Motrice-1

    Noterete i condensatori sul motore. Sono obbligatori altrimenti i disturbi delle spazzole daranno fastidio al ricevitore bloccandolo.


    Ho messo insieme alcuni vecchissimi binari Lima (hanno soltanto 50 anni) i più arrugginiti che avevo ed ho fatto qualche prova.
    Il risultato è questo:

    IMG-20230514-124738



    Il prossimo step sarà l'utilizzo di due celle agli ioni di litio per un totale di 7,4V comandate da un piccolo modulo di ricarica o anche una Lipo 2S da 0,5 mA/h sempre con modulo di ricarica.
    Il discorso della ricarica lo vorrei improntare sulla presenza di un binario di ricarica di tipo wireless...che sta in fase di studio.

    Questo è il tutto per adesso. Riguardo al codice di Arduino, vorrei che qualcuno mi suggerisse come poterlo rendere pubblico qui sul forum.

    Beh?....che ne pensate?
     
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    Ottimo lavoro! Non ti nascondo di averci fatto anch'io un pensiero, anche se non per sostituirlo al digitale ma per avere qualche modello funzionante con telecomando... più uno sfizio. E' rimasto nei pensieri perché se divago il diorama operativo che sto costruendo si ferma.
    Per postare il codice, o viene depositato da qualche parte e "linkato" o non saprei dirti come inserirlo in questo blog.
     
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    Per ora, credo che uno dei problemi più evidenti sia lo spazio richiesto dai componenti.

    Per il resto l'idea è sicuramente una novità, ma a parte la captazione come possibile problema dei concorrenti, qs. soluzione può muovere più mezzi contemporaneamente? Può essere gestita da un software di controllo per plastici grandi o complessi?
    (sono solo alcuni esempi pratici)

    Vorrei vedere qualche evoluzione della soluzione, per poter dare riscontri sensati

    CITAZIONE (Benny66 @ 23/5/2023, 18:57) 
    .... Riguardo al codice di Arduino, vorrei che qualcuno mi suggerisse come poterlo rendere pubblico qui sul forum.

    Quando selezioni la risposta, clicca sul tasto "spoiler". All'interno, in mezzo, tra le due diciture in parenti quadra. puoi mettere il codice tranquillamente.
    Comunque, sono curioso di vedere gli sviluppi ;)
     
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    In America anche per le HO già hanno dei ricevitori radio, che però lavorano in DCC in modo da avere un semplice decoder sulla locomotiva oltre al ricevitore e le batterie. Queste ultime si caricano direttamente dai binari utilizzando le prese di corrente della locomotiva.
    Mi pare si chiami wireless DCC.
    Per il resto, io di elettronica capisco ben poco quindi comunque complimenti.
     
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    Ottimo esercizio di elettronica, ma, secondo me, fine a se stesso.
    Da prima del covid ho letto del controllo tramite wi-fi su riviste americane e qualche mese fa Hornby ha annunciato un sistema con controllo bluetooth, ma secondo me hanno poco futuro.
    Già da anni riscontro che la maggior parte dei modellisti ha difficoltà ad accettare semplicemente il DCC, che, a mio giudizio, funziona bene, figuriamoci se dovessimo rivoluzionare tutte le locomotive (manca lo spazio per la batteria, bisogna sostituire la pcb, ecc.).
    Personalmente non vedo nessun vantaggio a passare ad un sistema radiocomandato.
    Mi va benissimo l'alimentazione tramite rotaie; non ho nessun problema sulla polarizzazione dei cuori dei deviatoi ne sulla pulizia dei binari. Ho un plastico gestito con il sw e funziona bene da anni.
    Cosa mi offre in più il radiocomando?
     
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    Ciao, riguardo al tuo suggerimento non mi è molto chiaro il meccanismo.

    CITAZIONE (DOZ @ 23/5/2023, 19:59) 
    Quando selezioni la risposta, clicca sul tasto "spoiler". All'interno, in mezzo, tra le due diciture in parenti quadra. puoi mettere il codice tranquillamente.

    Ma in mezzo alle due scritte in parentesi quadra devo trascinare il file.ino del codice? Perche se così fosse non funziona.
    E' l'unico sistema per allegare dei files?
     
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    CITAZIONE (DOZ @ 23/5/2023, 19:59) 
    Per ora, credo che uno dei problemi più evidenti sia lo spazio richiesto dai componenti.

    Per il resto l'idea è sicuramente una novità, ma a parte la captazione come possibile problema dei concorrenti, qs. soluzione può muovere più mezzi contemporaneamente? Può essere gestita da un software di controllo per plastici grandi o complessi?
    (sono solo alcuni esempi pratici)

    Riguardo allo spazio è sicuro che resta il problema più grosso. Ho provato e sto provando a cercare soluzioni costruttive diverse. Ci sono schede Arduino con il modulo radio incorporato (Arduino RF) ma non permettono guadagni in dimensioni tali da avere dei vantaggi. Ho anche provato ad utilizzare un Arduino micro che è più piccolo di un Cm ma alla fine niente di che. So che esistono schede programmabili molto più piccole ma alla fine non ritengo la questione prioritaria perchè mi interessa per ora dimostrare soltanto il funzionamento del sistema.

    Per quel che riguarda l'uso (eventuale) di più locomotive occorre fare come si fa adesso...usare un controller per ogni convoglio.
    Basta impostare via SW un indirizzo per ogni modulo radio e di possono comandare decine di ricevitori contemporaneamente.
    Sempre via SW è anche facilmente possibile impostare la partenza progressiva e la frenata controllata. Inoltre aggiungendo un ulteriore canale si potrebbe anche pilotare un modulo audio per simulare il fischio.
    Insomma il codice di Arduino permette di spaziare parecchio con la fantasia, basta applicarsi un po.

    Il prossimo progetto? Mi costruisco un controller DCC e mi butto anchio in questa avventura.
     
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    CITAZIONE (Benny66 @ 24/5/2023, 19:14) 
    Ciao, riguardo al tuo suggerimento non mi è molto chiaro il meccanismo.

    CITAZIONE (DOZ @ 23/5/2023, 19:59) 
    Quando selezioni la risposta, clicca sul tasto "spoiler". All'interno, in mezzo, tra le due diciture in parenti quadra. puoi mettere il codice tranquillamente.

    Ma in mezzo alle due scritte in parentesi quadra devo trascinare il file.ino del codice? Perche se così fosse non funziona.
    E' l'unico sistema per allegare dei files?

    Ehmm no, Così puoi includere il contenuto del file *.ino. Chi è interessato, copia contenuto e ne crea uno suo.

    Ma, se vuoi mettere una allegato puro, devi fare l'upload in uno degli host gratuiti, e poi qui metti il link che restituisce l'host con la funzione/tasto "URL"

    Non so se sono stato chiaro.
     
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    https://drive.google.com/file/d/1RuJHP4kdf...iew?usp=sharing

    https://drive.google.com/file/d/1fvS71buFm...iew?usp=sharing

    Speriamo d'aver fatto correttamente. Ecco i link dove scaricare il codice.

    Ciaooooo
     
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    CITAZIONE (DOZ @ 23/5/2023, 19:59) 
    Per il resto l'idea è sicuramente una novità, ma a parte la captazione come possibile problema dei concorrenti, qs. soluzione può muovere più mezzi contemporaneamente?

    A mio parere, dopo una sommaria lettura del codice per Arduino e osservato che il trasmettitore invia al ricevitore un valore numerico compreso tra 0 e 1023, direi di si, con opportuna modifica.
    Detto quindi che il trasmettore invia un dato a 10 bit (ovvero, come detto, un valore numerico compreso tra 0 a 1023) al ricevitore, si potrebbero valutare diverse soluzioni:
    - ipotizzando di voler comandare fino a 10 locomotive, si divide la scala per 10. La prima locomotiva potrebbe rispondere quando riceve un valore compreso tra 0 e 102 (0-50 marcia avanti, 51 stop, 52-102 marcia indietro), la seconda tra 103 e 203, ecc. Tutti i decoder ricevitori leggerebbero lo stesso codice, ma risponderebbe poi solo quello del "range" assegnato;
    - si inviano in successione due informazioni: la prima è quella relativa al codice del decoder radio destinatario, seguita poi dal codice con l'informazione di velocità.
     
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    https://dcc-ex.com/
     
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    Sisi, conosco questi progetti. Solitamente c'è chi studia il problema, poi diversi siti che lo riprendono aggiungendo (o togliendo) qualcosa, spesso senza citare la fonte.
    Quella che tu proponi parrebbe essere la sorgente del progetto e io non mancherò di consultarla perchè ho già realizzato la "centrale" proposta, ma c'è qualche bug che non la fa funzionare correttamente.

    Qualche anno fa ho anche realizzato una centrale DCC, sempre su base arduino, che funzionicchia... nel senso che il software che ho adattato all'uso si basa su una libreria (progetto DCCPlus) che contiene qualche bug e che, quindi, a volte non risponde come dovrebbe. In particolare le funzioni (tipicamente accensione/spegnimento luci) rispondono con un certo ritardo al comando.

    dcc

    A sinistra centrale DCC sulla base del progetto DCCPlus, a destra embrione della nuova centrale DCC.
     
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    CITAZIONE (Pietrarsa @ 28/5/2023, 10:18) 

    Anche se un po' OT, comunico di aver testato dcc-ex.

    F-A-V-O-L-O-S-O

    Sono arrivato a comandare dallo smartphone la mitica D.445.1017 Lima, classe 1984!
     
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    CITAZIONE (Stefano Maulini @ 27/5/2023, 21:47) 
    CITAZIONE (DOZ @ 23/5/2023, 19:59) 
    Per il resto l'idea è sicuramente una novità, ma a parte la captazione come possibile problema dei concorrenti, qs. soluzione può muovere più mezzi contemporaneamente?

    A mio parere, dopo una sommaria lettura del codice per Arduino e osservato che il trasmettitore invia al ricevitore un valore numerico compreso tra 0 e 1023, direi di si, con opportuna modifica.
    Detto quindi che il trasmettore invia un dato a 10 bit (ovvero, come detto, un valore numerico compreso tra 0 a 1023) al ricevitore, si potrebbero valutare diverse soluzioni:
    - ipotizzando di voler comandare fino a 10 locomotive, si divide la scala per 10. La prima locomotiva potrebbe rispondere quando riceve un valore compreso tra 0 e 102 (0-50 marcia avanti, 51 stop, 52-102 marcia indietro), la seconda tra 103 e 203, ecc. Tutti i decoder ricevitori leggerebbero lo stesso codice, ma risponderebbe poi solo quello del "range" assegnato;
    - si inviano in successione due informazioni: la prima è quella relativa al codice del decoder radio destinatario, seguita poi dal codice con l'informazione di velocità.

    Ciao, non è proprio come dici tu. Il codice utilizza la lettura a 10 bit per generare il PWM per il controllo del motore. Se lo frammenti secondo lo schema da te indicato non funziona. Per comandare più locomotive basta solo cambiare l'indirizzo del modulo radio e si potranno usare più trasmettitori contemporaneamente ognuno con il proprio indirizzo.
     
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