Arduino: Passaggio a Livello "Nano"

[enzofortuna]

Il progetto originale è per una linea a singolo binario.....
Passaggio a livello

2 Servo sono connessi ai pin 3 e 4 Digitali di un Arduino NANO ( 5Volt, 16 Mhz ) Usare 2 servo tipo 9G
2 sensori IR sono connessi ai pin 5 e 6,
4 LED lampeggianti ( 2 coppie) connessi ai pin 10 ed 11, e 12 e 13 (due led alternati ai due lati del PL

Per evitare spikes sulla alimentazione dovuti ai motorini dei servo conviene aggiungere
un paio di condensatori da 100nF ceramici, ed un elettrolitico da almeno 47uF vicino ai
piedini di alimentazione del Nano.

Funzionamento:
Quando viene rilevato un treno da uno dei due sensori IR ,
I lampeggianti vengono azionati immediatamente e continuano per 3 secondi,
Quindi si azionano lentamente verso il basso le sbarre.
I lampeggianti continuano con le sbarre giù
fino a che il secondo sensore è attivo (treno che passa)
e dopo che il secondo sensore non rileva nulla per almeno altri 1.2 secondi.
le sbarre vengono alzate e le luci vengono spente.
Il treno può arrivare da entrambe le direzioni, e deve passare completamente attraverso il PL

Note per la realizzazione:
Anzitutto serve un … Arduino, e la mia scelta è caduta sul più piccolo: il Nano!
Grande solo 5 x 3 cm ma ha tutto ( e avanza) quello che ci può servire anche per progetini più impegnativi.
Per mia “pigrizia” ho scelto la versione che ha già a bordo iil chip USB e il mini
connettore, così basta collegarlo al PC con un cavetto ( in dotazione) e .. funziona
alimentato dalla porta USB.
Mini USB Nano V3.0 ATmega328 16M 5V Micro-controller CH340G board - Prezzo : US $4.63
Lo trovate qui:
http://tinyurl.com/l3nmule
Package Included: 1x Nano V3.0 with ATMEGA328P CH340G Module, 1 x Usb cable

Caratteristiche principali:
Atmel Atmega328P-AU MCU
USB interface CH340G Replace FT232RL
8 analog inputs ports:A0 ~ A7
14 Digital input / output ports:TX,RX,D2 ~ D13
6 PWM ports:D3, D5, D6, D9, D10, D11
1 pairs of TTL level serial transceiver ports RX / TX
Bootloader installed
Support USB download and Power
Support for external 5V ~ 12V DC power supply
Support power supply by 9V battery
Support ISP download
IMPORTANTE : download e istallate QUESTO Driver per la USB :
http://www.wch-ic.com/download/list.asp?id=126
o qui
http://www.5v.ru/ch340g.htm

Sensori IR:
Per i sensori IR ho utilizzato un “mattoncino” già pronto ( visto il costo!) che monta due LED IR ( un Tx ed un RX) appaiati. La portata va da circa 2 cm a circa 20 cm regolabile con un trimmer a bordo. Alimentazione da 3.3V a 5V, uscita che va a livello logico basso quando viene rilevato un ostacolo. La scheda è grando circa 3 x 1,5 cm e viene fornita con un cavetto a tre poli lungo 20 cm. Basta collegarla ad Arduino con i due fili di alimentazione ( 5V e GND) e il segnale ad un piedini di ingresso digitale.
Infrared Sensor module Reflective photoelectric – Prezzo: US $1.36
http://tinyurl.com/p7p53bq

I Servo:
2PCS SG90 Mini Servo 9g– Prezzo: US $4.24 la coppia.
http://tinyurl.com/ohlp7au
Tra parentesi, sono gli stessi che utilizzo per azionare i miei scambi.
I servo (come tutti i servo) devono essere pilotati con una serie di impulsi di lunghezza proporzionale alla posizione che si vuole

Suono Opzionale?
è poi possibile aggiungere dove indicato nel listato una uscita ( scegliete voi il piedino?) che comanda un generatore audio per il suono di una campana di avviso.
Io ho utilizzato in prima stesura una piccola scheda già pronta che ha a bordo un microfono eche permette di registrare i suoni (quindi anche un messaggio vocale) . La schedina ha un altoparlante proprio ed accetta dei contatti in ingresso ( o segnali a livello logico) per far partire la riproduzione del suono. Il suono registrabile è … corto 10 secondi, ma si può settare un ponticello per farlo ripetere all’infinito o finchè il comando in ingresso è attivo. Per il suono ho semplicemente registrato la campanella di una loco con decoder sonoro, ma con un po’ di ricerca in internet si può trovare i suoni di un passaggio a livello reale su Youtube. Ci sono molte altre schede più complicate anche a basso costo ( diciamo da 5 a 15 dollari) e magari di qualità sonora più alta, ma per iniziare questa è una delle soluzioni più semplici.
Questa è la scheda che ho utilizzato:
ISD1820 voice board sound recording recorder Playback module on-board microphone – Prezzo: US $2.41
http://tinyurl.com/oj9y6rg

Alcuni consigli per le “frattaglie varie” utili per la realizzazione:
Scheda mille fori su cui montare il tutto:
1Pcs 7 x 9 cm DIY Prototype Paper PCB fr4 Universal Board
http://tinyurl.com/olngdt8
US $0.99

Connettori Femmina per Arduino:
3PCS 40Pin 2.54mm Single Row Straight Female Pin Header Strip PBC Ardunio
http://tinyurl.com/q2ljj4b
US $0.99

e Maschio per collegare I sensori IR e I Servo:
3PCS 40Pin 2.54mm Single Row Straight Male Pin Header Strip PBC Ardunio
http://tinyurl.com/nhffp34
US $0.99

Se poi volete provare ad assemblare il tutto senza saldare (almeno temporaneamente) vi consiglio questa, che tra parentesi ha anche un alimentatore da 12V a 5V, che potete usare poi per la vostra scheda finale :
Solderless PCB Breadboard MB102 + 65Pcs Jumper cable wires Arduino
http://tinyurl.com/lu6nz7t
US $5.78

Infine … Il software:
file “.ino” direttamente apribile da Arduino-IDE
http://enzofortuna.altervista.org/Ardui ... IT-INO.zip
Lo stesso in formato testo, per i curiosi.
http://enzofortuna.altervista.org/Ardui ... IT-TXT.zip
Note
Usa la libreria "SERVO" (che è già inclusa di default in Arduino-IDE) per la gestione dei servo
Occupa circa 3,6 K di memoria su 30 K disponibili sul Nano.
Se servissero chiarimenti sul programmma ... chiedete e provvederò

Dimenticavo ...
Arduino US $4.63
2x sensori IR: US $1.36 x 2 = $2,72
2 x servo: US $4.24
Alimentatore 12V-5V: circa $2-3
Scheda+connettori vari: max $3
TOTALE : circa 16 dollari
Scheda sonora : US $2.41
Totale con "campana" : 19 dollari ( al cambio circa 15 Euri) !!!
beh... mancano le sbarre, certo!

Per il primo prototipo io ho usato iuna piccola scheda già pronta che ha a bordo un microfono e che permette di registrare i suoni. La schedina ha un altoparlante proprio ed accetta dei contatti in ingresso ( o segnali a livello logico) per far partire la riproduzione del suono. Il suono registrabile è … corto 10 secondi, ma si può settare un ponticello per farlo ripetere all’infinito o finchè il comando in ingresso è attivo. Per il suono ho semplicemente registrato la campanella di una loco con decoder sonoro, ma con un po’ di ricerca in internet si può trovare i suoni di un passaggio a livello reale su Youtube. Ci sono molte altre schede più complicate anche a basso costo ( diciamo da 5 a 15 dollari) e magari di qualità sonora più alta, ma per iniziare questa è una delle soluzioni più semplici.
Visto che non ho ancora le mie … sbarre, vi faccio vedere un passaggio a livello simile che ho visto su Youtube e che mi ha dato l’idea:
https://www.youtube.com/watch?feature=p ... 74wvhGo2Uk

Buon "passaggio" a tutti!

[enzofortuna]

Doppio binario significa 4 punti di rilevamento giusto e non 2 in parallelo.
Il sistema tiene conto della possibilità di due comadi di chiusura e due comadi di apertura differenziati nel tempo.
per un doppio binario veramente completo occorrerebbe:
Una coppia di sensori per lato e per binario = 8 sensori in tutto
2 sensori su un binario servono per poter stabilire la direzione di marcia del treno
Idem sull'altro binario
Siccome non si sà da che parte si inizia a bloccare l'incrocio, anche dall'altro lato servono 2 + 2 sensori.
Poi basta fare il software di interblocco ....
Se si volesse un comando manuale .... solo per aprire in emergenza o anche per chiudere ?
In ogni caso abbiamo altri ingressi per un pulsante e occorre aggiungere il software per gestirlo.
Direi che viene una cosa apeena-appena diversa...