Détecteur de présence de train.

[tyrphon]

Le projet d'automatisation du réseau modulaire HOe, présenté par Christian, nécessite l'emploi de détecteurs.
J'envisage moi-même d'utiliser de tels détecteurs sur mon réseau HOe en construction. Même si je ne compte pas l'automatiser dans l'immédiat, ils pourraient me servir à arrêter les trains au point voulu sans avoir à tenir compte de la longueur et de la position des prises de courant, ainsi qu'à gérer mes voies en coulisses plus ou moins cachées.

Après une petite discussion avec Bernard (M), il semble que de petites cellules photo-électriques placées entre les rails sont la solution la plus pratique. Mais j'aimerais en savoir plus sur ces détecteurs : références, taille, électronique associée, éclairage nécessaire...

[chris31]

J'ai déjà répondu à cette interrogation dans un post sur l'autre forum.
J'ai testé ce système d'occultation d'une cellule par le convoi qui passe. Problème, une cellule dite photo-électrique est sensible, comme son nom ne l'indique pas, à la luminosité qu'elle reçoit. C'est d'ailleurs une de ses caractéristiques utilisée depuis longtemps par les photographes. Et l'occultation de la lumière ambiante n'est pas parfaite (on peut voir ce qui se passe sous un convoi). Le signal éclairé et le signal occulté sont donc de valeurs variables en fonction de l'ambiance lumineuse : le jour avec le soleil qui frappe au carreau, la nuit avec l'éclairage artificiel, par temps couvert, etc. Ceci entraine une mise au point pas très facile pour un non-électronicien (mesure des valeurs extrêmes, réglage de seuil de trier, etc.) et éventuellement un fonctionnement aléatoire.

J'ai donc abandonné la chose pour passer à l'infra-rouge. Deux écoles :

• émetteur  et récepteur sous la voie, nécessitant de coller un réflecteur sous les matériels à détecter ;
• barrière infrarouge.

J'ai opté, pour ma part, pour la seconde solution. Je suis d'ailleurs en train de concocter une barrière en impression 3D car si je réalise mon projet de gril automatique, il me faut une dizaine de détecteurs.
A suivre, donc...

[netmetrique]

J'ai testé ce système d'occultation d'une cellule par le convoi qui passe. Problème, une cellule dite photo-électrique est sensible, comme son nom ne l'indique pas, à la luminosité qu'elle reçoit. C'est d'ailleurs une de ses caractéristiques utilisée depuis longtemps par les photographes. Et l'occultation de la lumière ambiante n'est pas parfaite (on peut voir ce qui se passe sous un convoi). Le signal éclairé et le signal occulté sont donc de valeurs variables en fonction de l'ambiance lumineuse : le jour avec le soleil qui frappe au carreau, la nuit avec l'éclairage artificiel, par temps couvert, etc. Ceci entraine une mise au point pas très facile pour un non-électronicien (mesure des valeurs extrêmes, réglage de seuil de trier, etc.) et éventuellement un fonctionnement aléatoire.


J'utilise depuis plusieurs années un système à base de LDR sur le système de va et vient DCC que je me suis fabriqué pour ma voie d'essai.

Je peux te garantir que le système est totalement fiable, et également totalement insensible au variation de l’éclairage ambiant (mais quand même pas dans le noir absolu), que cet éclairage soit naturel, lampe incandescente ou fluo,  et ce sans avoir besoin d'aucune mise au point délicate comme tu décris.

Il suffit de travailler en différentiel et de constituer chaque détecteur par deux LDR disposées entre les traverses dans le sens longitudinal de la voie et séparé de 1 ou 2 cm et de connecter électriquement ces deux LDR en série. En l'absence de train, comme les deux LDR reçoivent la même luminosité la tension au point commun, est égale à la moitié de la tension aux borne des deux (à la dispersion près des caractéristique de chaque LDR). Lorsque qu'un train passe au dessus de la première LDR, sa résistance augmente et modifie cette tension. Il suffit de détecter cette variation de tension par un comparateur. Il pourrait même être possible de déterminer ainsi le sens de parcours....

Les LDR que j'utilise font 5 mm de diamètre ce qui peut paraître gros, mais je travaille en O. Et de toute façon elle sont sur un module non décoré.

[tyrphon]

Merci Christian et Bernard pour vos réponses. L'une ou l'autre des solutions conviendra très bien pour ma coulisse, mais c'est moins évident pour ma gare de croisement paysagée, car en HOe, ça se verra...

Bernard, à l'occasion, pourras-tu me fournir le schéma électronique de ton dispositif?  Et que se passe-t-il si le train recouvre les deux cellules?

Pour le dispositif de Christian, le schéma est certainement plus basique.

[Yves 89]

Je suis avec grand intérêt les fils sur l'automatisation de la circulation sur les réseaux modulaires.
Je suis totalement ignare dans ce domaine.
Je suis néanmoins prêt à réaliser une "boucle à droite" pour la partie menuiserie et voie. Pour le câblage une collaboration sera nécessaire.
Ce ne sera sans doute pas avant octobre et sans doute en version pliante.
Un aspect du problème modulaire, y compris les coulisses, me préoccupe: l'encombrement, le poids, la maniabilité, la rapidité de montage, la transportabilité... peut on parler d'ergonomie.
Je crois qu'un fil sur le sujet s'impose...
à suivre...

[chris31]

OK Bernard, ton système de double LDR me paraît tout à fait utilisable.
Ma réponse, en fait, concernait une "cellule" unique placée sous la voie.

Pour répondre à Yves, le montage d'un réseau modulaire n'est pas immédiat. Il y a toujours des loups, même si chacun a suivi les instructions de départ.
Mais avec quelques cales ici ou là, quelques coups de lime ailleurs, etc. on y arrive !
Je crois me souvenir que pour Expométrique nous étions prêts le vendredi avant d'aller diner.
Cela dit, poids, maniabilité, transportabilité c'est selon le modéliste. Pour ma part, je dépasse rarement 1m de long pour que ça rentre dans le coffre du Scenic tout en laissant la place pour le frigo, les saucisses et le whisky 

[netmetrique]

Bernard, à l'occasion, pourras-tu me fournir le schéma électronique de ton dispositif? 


Voici le schéma de base du détecteur.

En fait dans mon va et vient, le circuit était beaucoup plus complexe avec la transformation du signal de présence en impulsion pour commander le monostable pilotant la durée d'arrêt et le changement de sens de circulation. En plus en ne retenant que la première impulsion pour chaque sens de circulation puisque du fait de l'inertie en DCC tout le train est susceptible de passer sur la cellule avec donc plusieurs impulsions possibles. Et comme tout ça était fait en logique CMOS...

Si je le refaisais aujourd’hui, je pense que je ferai tout ça beaucoup plus simplement avec un Arduino....


Et que se passe-t-il si le train recouvre les deux cellules?


Bah rien, puisque de toute façon ce qui compte c'est de détecter le passage. Et avant de passer sur les deux LDR, tu serais passé inévitablement sur la première seulement  et aurait détecté le passage....

[chris31]

Ben voilà !
Je viens de commander 40 LDR chez AliExpress pour environ 3,50 euros 
Je vais pouvoir réaliser quelques essais lorsque je le aurai reçues. Les délais de livraisons depuis la Chine sont un peu longs, mais je ne suis pas pressé.

Pour les 741 je dois en avoir une palanquée dans mes archives. Par contre je n'ai jamais essayé, à l'époque où je les utilisais, de les faire fonctionner en tension d'allm unique. Pour moi c'était +Vcc, GND et - Vcc.
On va voir ça, avec peut-être un Arduino nano.
à suivre donc...

[chris31]

Le labo d'électronique a remplacé, dans mon bureau-atelier, le maquettisme ferroviaire 
Et j'ai pu essayer le fonctionnement du 741 en alim  unique.
Et l'essayer c'est l'adopter ! voilà le montage :


Au premier plan, la planquée de 741 dont j'ai parlé.
J'ai retrouvé, dans mes archives, une LDR et une seule. Le montage reste donc sensible à l'intensité lumineuse ambiante, mais ça fonctionne.
Donc, il n'y a plus qu'à mettre au propre et attendre de recevoir les LDR chinoise 
Comme j'en ai dix à faire je pense que je vais me fendre d'un CI, il y a à Toulouse un façonnier qui fait de la petite série pour pas trop cher, ça remplacera le labo gravure que je n'ai pas réussi à remettre en route.

[chris31]

J'avance doucettement dans mes projets 
J'ai retrouvé l'adresse du façonnier de circuits imprimés toulousain que j'avais soigneusement rangé il y a 6 mois dans mes favoris. Comme quoi l'ordre ça peut parfois servir...
De ce fait je me suis lancé  dans la réalisation de typon pour commander ce qu'il va me falloir.
J'ai essayé avec Kicad, le logiciel de dessin électronique du domaine public que m'ont fait découvrir les copains du Fablab. Si la partie schéma électrique ne présente pas trop de difficultés, les différentes étapes pour arriver à la partie dessin du CI non plus, je n'ai pas réussi à aller jusqu'au bout de ce module. Je ne sais si c'est moi qui fait des fausses manips ou si ce logiciel présente quelques défauts dans sa version Macintosh (d'autant que je suis sous MacOS Sierra) mais j'ai du le relancer deux ou trois fois après des blocages bizarres.
Je suis donc revenu à mes premières amours et j'ai utilisé Inkscape pour dessiner mon circuit. C'est, en réalité, aussi facile qu'avec un logiciel spécialisé et cela ne m'a pas pris plus longtemps.
Voici le résultat :

J'obtiens un circuit de 46 x 31 mm. À 8 € le dm2, ça revient à 1,14 € sans perçage. Pas le coup de s'emm... à le graver soi-même et de se salir avec du perchlo !
J'en ai besoin de 10, je pense que j'en commanderai un peu plus.
Et pour compléter la commande je suis en train de dessiner un Shield Arduino pour mon contrôleur de traction à commande IR.

Ça me rappelle ma jeunesse, sauf qu'à l'époque je faisais les typons sur une table lumineuse avec des pastilles et des bandes transfert. Et à l'échelle 1, alors qu'avec Inkscape je peux travailler à 400 %.

[netmetrique]

Tu aurais même pu facilement éliminer tes deux straps....

[chris31]

En fait, j'étais parti sur des straps mais je pense que je vais passer au double face.
Un peu plus cher, mais plus sympathique. Dommage que mon façonnier s'il sait percer, moyennant finances, ne sait pas faire de trous métallisés.

[netmetrique]

Pas besoin de double face :

[attachimg=1]

[chris31]

OK !
Cela sort des normes que je me suis données : pas de piste inférieure à 0,7 mm, ce qui avec du 35 microns d'épaisseur donne 125 mA maxi en permanent.
Dans le cas du détecteur, cela suffit amplement mais il y a d'autres montages en l'air qui risque de demander plus.

[netmetrique]

Cela sort des normes que je me suis données : pas de piste inférieure à 0,7 mm, ce qui avec du 35 microns d'épaisseur donne 125 mA maxi en permanent.

Tu as de la marge, le courant maximal de sortie d'un LM741 est de 25mA.

[chris31]

D'accord avec toi. Mais avec l'âge, si je commence à passer outre les limitations que je me suis donné, cela va devenir le souk !
Et puis, mes typons sont prêts à partir chez le façonnier et j'attends la commande que je viens de faire pour les vérifier une dernière fois avant l'envoi final.
Donc, on peut passer à autre chose et arrêter de polluer le fil de Jean-Pierre qui est bien sympa de ne pas nous avoir déjà engueulés 

[mlm]

Tu n'as pas pollué....tu as échangé....du troc quoi.

[tyrphon]

Je ne vois pas de pollution. Sauf erreur, on est toujours dans le sujet des détecteurs de présence et de l'électronique associée.

Je dis sauf erreur, car je suis complètement largué, n'ayant jamais eu un goût immodéré pour l'électronique (ni pour l'informatique ou la mécanique d'ailleurs).
J'ai toujours dit que mes études et mon diplôme d'ingénieur étaient le résultat d'un malentendu, ou plutôt de la crainte d'affronter un destin d'artiste maudit!
J'espère qu'il sortira de cette discussion un modèle que je n'aurai plus qu'à copier servilement!

[chris31]

Si tout va bien, je devrais recevoir le matériel commandé, à part les LDR, d'ici la fin de la semaine.
Cela va me permettre de vérifier la conception de mon circuit imprimé (avec ceux destinés à mon contrôleur à télécommande IR) et de lancer la fabrication. J'espère que d'ici l afin du mois tout cela sera terminé.
Si tout fonctionne comme je le souhaite, il n'y a aucun problème pour que je t'envoie quelques CI (combien t'en faudrait-il ?) et la liste des composants, tu n'aurais plus alors que quelques soudures à faire ou à faire faire  .

[tyrphon]

Merci Christian pour ta proposition.

Ce que je n'ai pas bien compris, c'est ce qui va sortir de ton CI quand un train passera sur le détecteur. Est-ce juste un signal électrique "libre/occupé", ou y a-t-il déjà une autre fonction?
Et s'il s'agit d'un simple signal, quelles sont ses caractéristiques?

Déjà au boulot, j'étais connu pour poser les questions de base d'un air naïf en plein milieu d'une discussion savante. Jé passais pour un ..., jusqu'à ce qu'il deviennent évident que nombre de participants, qui hochaient la tête d'un air entendu et me regardaient d'un air condescendant, étaient en fait complètement largués depuis longtemps!

[chris31]

Ce matin dans ma boîte au lettre une petite enveloppe matelassée jaune dont j'ai deviné ilico la provenance.
Ma commande de LDR venant de Chine. Je ne les attendais pas si tôt :

Je vais pouvoir poursuivre mes investigations et lancer la fabrication du CI.
Jean-Pierre, le système de détection de présence, à l'état brut, est, en effet, du type "libre/occupé", bien que son utilisation n'a rien à voir avec les lieux d'aisance.
Normalement, en sortie, on trouve un niveau, 0 ou 1, qui s'inverse lorsqu'une des LDR est occultée.
Je vais prendre quelques photos du signal obtenu sur mon montage pour que tu vois bien la chose.

En ce qui concerne le faux naïf, j'ai pratiqué ce genre de choses également. Il est étonnant de voir comment, à notre époque, ne pas tout connaître passe pour une tare. Il y a heureusement des lieux, que je fréquente, où le partage des savoirs est primordial. C'est ce que nous pratiquons, entre autre, au Fablab : hier au soir nous expliquions à des béotiens de l'électronique les bases d'une réalisation arduinesque.

[chris31]

J'avance lentement mais surement 
Ce matin, préparation d'un montage d'essais pour les LDR reçues hier.
Voici les pièces le composant :


Un morceau de voie sur un bout de plinthe. La zone noire, que la photo ne montre pas en détail comporte une fente rectangulaire où vont venir se placer les LDR.
Un connecteur et ses trois fils pour raccordement à la carte de traitement.
Un support en ABS que j'ai dessiné et imprimé ce matin.
Un bout de Veroboard pour réaliser les connexions électriques.

Quelques temps plus tard, le tout presque terminé :


Gros plan sur les LDR montées dans leur support :


Voilà pour l'instant. Prochainement le montage en ordre de marche et les photos des signaux sur l'oscilloscope.
À bientôt...

[chris31]

Bon la photo du montage n'apporte pas grand chose.
Par contre j'ai fait un bout de (mauvais) film sur l'oscilloscope.
Il est visible à cette adresse : http://chumbertoj.cluster011.ovh.net/GE ... I_1379.AVI Je ne sais pas ce que vous utiliser comme visionneur, mais sur Mac Quicktime Player permet "d'ouvrir une adresse" et quand on lui passe celle-là on voit mon petit film.
J'en ai extrait deux images que j'ai montées en guise d'explications :


Le niveau "bas" de 1,8 V est celui que prend la sortie lorsque les deux LDR reçoivent le même éclairage. L'occultation des LDR, en commençant par celle reliée à la masse donne un niveau "haut" de 4,4 V, si on continue en occultant l'autre LDR, la première restant occultée, on revient au niveau "bas".
Par contre si on simule un convoi roulant dans l'autre sens, occultant la LDR reliée au +5V en premier, on passe du niveau "bas" précédent à un niveau proche de zéro pour revenir au niveau "bas" lorsque les deux LDR sont occultées.

Il faut un peu d'électronique complémentaire derrière ce circuit, en fonction de ce que l'on veut faire, mais la fonction principale de détection de présence est bien réalisée.
Pour ma part, je vais cesser les expérimentations et lancer la fabrication des CI.