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 e train controller

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Jaime



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MensajeTema: e train controller   Mar Jul 25, 2017 12:42 am

Hola!
¿Habeis visto el nuevo e train controller que anuncia Rokuhan?. Desconozco sus funciones pero al parecer sirve tanto para analogico como dcc. Puede ser interesante. Lo he visto en la pagina web de Rokuhan
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josepmaria

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MensajeTema: Re: e train controller   Mar Jul 25, 2017 1:08 am

He entrado en la web pero no me aclaro, esperemos que algun compañero nos lo aclare
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ifuval

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MensajeTema: Re: e train controller   Jue Sep 28, 2017 1:30 am

Hola.

Acabo de reincorporarme de mis (largas Very Happy ) vacaciones y he visto este hilo que veo que es de Julio y que se me había despistado.

He estado viendo este e-train.controller 2 en la página de Rokuhan, pero a primera vista al menos, no veo que sirva para controlar trenes digitales.

De hecho sería muy extraño porque los trenes de Rokuhan no son digitales.

Lo que yo veo que es eso, es una interfase para manejar trenes analógicos mandados por un dispositivo digital que puede ser una tablet o un smart-phone.

Es decir están sustituyendo la ruedecita de control de un controlador normal analógico por una aplicación que rueda en el teléfono y envía órdenes a la interfase para que ésta genere la corriente de tracción analógica que se envía a la vía.

Si habéis visto mi vídeo PWM70, a partir del minuto 52, se ve como yo he hecho lo mismo con mi controlador PWM73. Os pongo el enlace al punto exacto:

PWM70

Como se ve en el video yo lo hice con un ordenador portátil, pero exactamente igual se puede hacer con una tablet o smart-phone

El programa que se ve en mi video es muy elemental, pero ya que hacemos un programa de ordenador podemos poner todos lo adornos que queramos, tanto en cuanto a la visualización como en cuanto al manejo de los trenes (por ejemplo un velocímetro, un cuentakilómetros, etc) y también, como veo que han hecho los de rokuhan, poner sonidos
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Jaime



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MensajeTema: Re: e train controller   Jue Sep 28, 2017 8:56 pm

Hola! Según me ha parecido leer a mi en la pagina de rokuhan, este controlador sirve tanto para digital DCC como para analógico, incluso me ha parecido que hablan de futuros decoders digitales.
De todas formas, yo soy fan del sistema de Ignacio (ifuval). Solo quería remarcar este nuevo controlador en el mercado
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josepmaria

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MensajeTema: Re: e train controller   Vie Sep 29, 2017 1:22 am

Hola Ignacio, aunque las vacaciones suelen ser siempre una cosa buena –como espero que lo hayan sido para ti, yo me alegro de tu regreso.

Creo recordar que en tu anterior maqueta ya controlabas todos los trenes por ordenador en analógico, para asombro de todos los profanos como yo, pero según vi también de algunos que no lo son.

Es evidente que la velocidad de avance de las nuevas tecnologías -al que sin duda empujas con tus creaciones- deben representar mucha más simplificación y muchas más posibilidades, tal como comentabas en tu vídeo.

Me pregunto: ¿Con un solo ordenador, tableta o teléfono, podríamos controlar varios controladores, uno por sector?

Es decir que la diferencia con el digital seria que en lugar de controlar decoders , controlamos reguladores, ¿es así?

¿Las agujas, las señales etc, como se puede conseguir controlarlas por ordenador?

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ifuval

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MensajeTema: Re: e train controller   Vie Sep 29, 2017 2:11 pm

Hola.

En efecto, yo hice hace tiempo un sistema de control por ordenador para trenes analógicos, que llegó a funcionar perfectamente como se ve en algunos videos de mi blog. Sin embargo decidí abandonar ese sistema sobre todo porque el desarrollo del software necesario para manejar toda una maqueta incluidos trenes y accesorios, era de tanta complejidad que me llevaba un tiempo desproporcionado, y porque vi que existían soluciones mucho más accesibles.

Si tu quieres controlar trenes analógicos con cualquier tipo de software,  como los trenes analógicos sólo responden a la tensión y a la polaridad de las vías, tienes que conseguir que cada tren reciba en cada momento la corriente analógica correspondiente a la velocidad y sentido que quieras que lleve. Para conseguir eso, lo que se hace es compartimentar la vía en sectores o cantones de forma que en cada uno sólo haya un tren, y llevar a cada tramo de vía la corriente correspondiente al tren que en ese momento está en ese tramo de vía. Como ves esto corresponde al habitual sistema de bloqueo automático que se hace para que los trenes circulen en un circuito sin alcanzarse.

El problema es que cuando el tren pasa de un cantón al siguiente, tienes que conseguir que la alimentación que llegaba al tramo del que sale el tren, pase a alimentar también al tramo al que entra al tren, de manera que no se note variación alguna en la velocidad al pasar de un tramo a otro. Durante un breve tiempo la alimentación correspondiente debe llegar a ambos tramos. Una vez que el tren ya ha pasado completo (o al menos la locomotora) al siguiente tramo el anterior queda liberado y puede empezar a recibir la alimentación que corresponda a otro tren que pueda estar esperando a entrar en el tramo que ha quedado libre.

Hacer esto requiere tener un controlador para cada tren (no exactamente para cada tramo) y un sistema de control electrónico que conmute la alimentación de los tramos, de forma que en cada momento reciba la alimentación correspondiente al tren que está en ese tramo.

Hasta ahí la teoría, que por cierto inventaron los chicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts en 1954 y le llamaron "Progressive Cab Control" Puedes buscar eso en Google.

Dentro de eso, hay múltiples formas de llevarlo a la práctica: Los del MIT lo hicieron en un principio con los circuitos de conmutación usados para telefonía, y luego lo fueron evolucionando con ordenadores según éstos evolucionaban. Otros lo han hecho con sistemas de puertas lógicas accionando relés.

Yo quise hacer desde un principio un sistema con control informático. Asi que lo que hice fué un sistema que mediante un programa generaba la "Forma de onda" que debía recibir cada tren en cada momento. Esto naturalmente implica que la forma de onda va variando con el tiempo según el tren tiene que ir más o menos rápido, pararse o acelerar progresivamente etc etc. Al decir "forma de onda" me refiero a que lo que genera el programa es un "modelo" de cómo tiene que ser la corriente que debe llegar a cada tren, pero no es exactamente la corriente que debe llegar a la vía, porque eso requeriría un potencia eléctrica excesiva para el ordenador.

También el programa sabe en qué cantón está cada tren, a base de detectores Hall distribuidos por la vía, de manera que sabe en cada momento a que cantón hay que enviar cada onda. Entonces el programa funcionando en forma cíclica envía continuamente estas formas de onda precedidas cada una por una dirección que indica a qué sector (o sectores cuando un tren está saliendo de un sector y entrando en otro) debe llegar la forma de onda en ese instante. Este valor llega a un amplificador que ahora si, hay uno por cada sector, que, cuando recibe la dirección de su sector genera una corriente analógica del valor correspondiente a la forma de onda que recibe en ese instante. Ese ciclo se hace muchas veces por segundo de manera que en la práctica es como si la locomotora recibiese continuamente una corriente analógica del valor correspondiente al movimiento que debe llevar cada tren.  Este sistema puede utilizarse para cualquier número de cantones y de trenes, y funciona perfectamente. La única condición es que las direcciones deben tener el tamaño necesario para distinguir a cuantos cantones se está dirigiendo. En mi caso hice estas direcciones de 3 bits, así que podía manejar ocho cantones, pero igual lo podría haber hecho para 16, 32 o más.

Como ves, en ese caso el software hacía prácticamente todo el trabajo, limitándose el hardware, prácticamente a amplificar la señal recibida y generar la corriente según esa señal. Así que por ejemplo si un tren va acelerando, el controlador del cantón en el que está, recibe continuamente ordenes sucesivas de generar una corriente analógica con un valor cada vez más alto. Esto hace que con varios trenes haya que generar un tráfico muy grande de señales, que además se complica con la recepción de las señales que proceden de los sensores de la vía que detectan el paso de los trenes. En consecuencia el ordenador tiene que trabajar en tiempo real con muchas señales cambiantes de entrada y salida, aparte de hacer todos los cálculos para saber lo que tiene que hacer cada tren en cada momento.Esto hacía que el software fuese muy complicado y que hubiera que recurrir a optimizaciones muy finas para que no se saturase el ordenador.

Como te decía, el realizar y mantener ese software yo solo era un trabajo ímprobo y además Microsoft se encargaba periódicamente de fastidiarlo todo con las sucesivas actualizaciones de Windows asi que un día me harté, sobre todo porque por otro lado había perfeccionado controladores de tipo PWM que tenían la ventaja de manejar las locomotoras de forma mucho más perfecta que lo que podía hacerlo con mi sistema.

Así que a partir de ese momento le di la vuelta a la idea inicial, pasando a un sistema en que la mayoría del trabajo la hiciera el hardware, es decir en este caso los controladores como el PWM53SI. Este controlador genera la corriente analógica por si mismo, y si quieres que el tren acelere o frene, el mismo contralor va modificando la corriente de salida, generando en cada momento la necesaria para el movimiento del tren. De esta forma el controlador sólo recibe una orden como "acelera" o "frena" o "para" o "marcha atrás" etc y él solo se encarga de hacer todo lo necesario para que el tren siga esa orden hasta que una nueva orden lo cambie. Estas órdenes no son más que pulsos o escalones de tensión, por lo que pueden generarse de forma elemental, por ejemplo con pulsadores o con Joysticks, teniendo de esta forma la posibilidad de un control manual de los trenes.

Pero además estas mismas órdenes pueden ser generadas desde un ordenador (PC, tablet, arduino, etc) de manera que también se puede conseguir controlar los trenes mediante un software instalado en uno de estos dispositivos y conectado al PWM73SI a través de una interfase de comunicaciones adecuada. La ventaja es que para manejar el controlador solo es necesario activar esas pocas órdenes como "frena" o "acelera" que no son más que poner un cero o un 1 en el puerto de salida, es decir la labor del ordenador queda extraordinariamente simplificada respecto del método de controlar los trenes. Esto "libera" toda la potencia de que disponga el ordenador para llevar el control del tráfico de trenes, o como en el video que puse, manejar el controlador con un programa supersencillo.

Para que te hagas una idea, el programa que hice para el primer sistema tenía miles de lineas de programa, y el programa que maneja el PWM73SI tiene unas 20 líneas.

Respecto del manejo por ordenador de desvíos, señales etc, es mucho más sencillo. De hecho yo empecé por ahí.

El sistema es parecido al anterior pero solo se envían direcciones, sin nada detrás.

Tu asignas a cada desvío por ejemplo, un par de direcciones. Yo las asignaba siempre contiguas por ejemplo 83 y 84 y tenía la norma de que al recibir la impar el desvío se pone recto y al recibir la par se pone en curva.

Entonces tu tienes un programa que presenta en pantalla todos tus desvíos bien en una tabla, o en un esquema del trazado de vías. Al pulsar con el ratón sobre el desvío que quieres mover (o tocarlo en una pantalla táctil) el programa emite una de sus dos direcciones, en nuestro ejemplo emitiría por ejemplo "83".

Esta dirección aparece en la interfase de salida del ordenador como una serie de bits en cero o en uno. En este caso 83 aparecería como 1010011.

Si llevamos esta salida a un circuito demultiplexor se activará una salida determinada de ese circuito, y si en esa salida tenemos conectado uno de los cables del desvío, concretamente el que pone el desvío en recto el desvío se mueve a la posición recta. Realmente entre la salida del demultiplexor y el desvío hay que poner un transistor Darlington o algo asi para que la corriente sea suficiente.

Lo mismo puede valer para activar un relé biestable, y conseguir asi, por ejemplo poner o quitar alimentación a los tramos de estacionamiento, etc.


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josepmaria

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MensajeTema: Re: e train controller   Dom Oct 15, 2017 9:16 am

He dejado pasar unos días, para leer una y otra vez tu última respuesta. No sé por dónde empezar, mi ignorancia no me permite seguir con suficiente capacidad de comprensión todo cuanto expones.
No sé si algún día estaré en condiciones de arremeter el control por ordenador (tiempo, costes, etc) pero me gustaría.
En otra escala heredé los trenes digitales de un buen amigo con programa incluido, lo cargué al ordenador, funciona bien y me resulta muy atractivo.
En nuestra escala lo tengo todo analógico y mi idea es continuar de ese modo. Ahora bien lo que cuentas me seduce.
Imagino que en tu nueva maqueta controlaras los trenes por "Progressive Cab Control" con ordenador.
Cuando esto sea así,  ¿sería posible que en la tienda de ifuval se comercializara no sólo el harware sino también el software?
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ifuval

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MensajeTema: Re: e train controller   Dom Oct 15, 2017 1:22 pm

Hola Jose María.

Entiendo que te hayas sentido un tanto desconcertado por mi anterior respuesta. En realidad solamente pretendía contestar a tus dos preguntas acerca de como pueden manejarse varios trenes con un solo ordenador y cómo, además pueden manejarse una cierta cantidad de desvíos, señales, tramos aislados, etc. Lo que pasa es que para poder explicarlo he tenido que describir muy por encima el esquema general del control por el sistema "Progressive Cab Control" y eso puede haberte dejado con la idea de que sabes lo que hay que hacer (cambiar el control de un cantón a otro según avanza el tren, etc) pero no de cómo hacerlo. Naturalmente para describir todo el sistema y su funcionamiento hace falta una extensión mucho mayor que lo admisible como respuesta en un blog.

Así que si te sientes con ánimo, hay una web donde tengo descrito todo el sistema, incluyendo esquemas de circuitos, diseño de placas de circuito impreso, y hasta codificación de instrucciones, etc es esta web:

https://sites.google.com/site/mimaquetaz/control-portada

Como verás el sistema lo empecé hace casi diez años, pero llegó un momento en que reconocí que había cometido dos errores: El primero, que confiaba toda la potencia del sistema al software, mientras que el hardware era bastante elemental (voluminoso pero simple) lo cual hacía que desarrollar el software y sobre todo mantenerlo, frente a los continuos cambios de Windows fuese desproporcionadamente trabajoso par una sola persona. Es normal que cometiese ese error, ya que mi profesión era la de desarrollador de software mientras que de electrónica no sabía prácticamente nada. El segundo error fue basar todo el tema de control de velocidad de los trenes en el generador de señales PWM de la placa que usaba como placa de comunicaciones (Velleman). Cuando fui sabiendo más de electrónica me di cuenta de que necesitaba una frecuencia de PWM muy baja, del orden de 50 HZ frente a los varios kHz que generaba la placa de Velleman, de manera que yo sabía fabricar un PWM mucho más eficiente que el de la placa, pero no podía usarlo porque eso suponía prácticamente rehacer todo el sistema: Hardware y Software.

Por eso todo lo descrito en esa web está totalmente obsoleto.

Respecto de mis planes de futuro, estoy con una nueva maqueta, en la que voy a aplicar por supuesto, los sistemas de control por hardware que he ido desarrollando. En principio no voy a ponerle un Progressive Cab Control, sino que quiero hacer un sistema simple, lo que sería un "Block Control" es decir un bloqueo automático clásico y un controlador para cada cantón, sin que haya "traspaso automático" de control de un bloque a otro. Lo que si lleva es un sistema que permite manualmente seleccionar qué controlador maneja cada bloque de manera que incluso se puede hacer que todos los bloques sean manejados por un único controlador, o por ejemplo dos bloques por un controlador y otres tres por otro, o cada bloque por un controlador distinto, etc.

Esto permite hacer formas distintas de manejo, y por ejemplo desde una circulación completamente automática, hasta completamente manual. Y por supuesto está muy preparado para ser convertido en un Progressive Cab Control, pero no quiero que esto me frene ahora, sino llegar a tener un sistema sencillo que esté operativo cuanto antes, y luego, si tengo tiempo y ganas pensar en el Cab Control

En todo caso, no tengo intención de hacer un control por ordenador (gato escaldado....) El control de esta primera fase es mediante un completo cuadro de mando, que habrás visto en las fotografías de mi blog. Este cuadro de mandos permite desde un control completamente manual hasta funciones automatizadas, como la estación oculta automätica que se ha visto funcionando en algún artículo reciente de mi blog. Pero ahí no hay software ninguno, es todo pura electrónica y se consigue con los elementos de automatización que tengo en la tienda. Toda esta primera fase funcionará con esta misma filosofía.

Como digo no quiero calentarme la cabeza con otra cosa antes de que esta fase esté terminada y funcionando. Si efectivamente llega un momento en que decida pasar a hacer un Cab Control, tendré que plantearme si lo hago solo con hardware o meto software. Desde luego que puede hacerse solo con hardware. De hecho los chicos del MIT lo hicieron con circuitos de conmutación de telefonía, pero seguramente es más práctico meter algo de inteligencia, aunque no pienso en un ordenador, sino en Arduino o algún Microcontrolador.
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