Home Forum Scrivi una domanda di elettronica Scambio binari

Questo argomento contiene 2 risposte, ha 2 partecipanti, ed è stato aggiornato da  Alex87ai 3 anni, 8 mesi fa.

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  • #57483

    lux1982
    Membro

    Salve a tutta la community. Vi pongo il mio problema: giorni fa mio zio che ha costruito un plastico enorme per trenomodellismo (non so se si dice così ma fa lo stesso) mi ha chiesto se fossi in grado di realizzare un circuito elettronico per gestire uno scambio a Y tra due binari (praticamente due binari che sfociano in uno). Il circuito dovrebbe gestire anche i relativi semafori, ma non so proprio da dove iniziare. Anche i componenti da utilizzare. Sapreste propormi uno spunto?

    #68869

    Alex87ai
    Membro

    Innanzitutto mi verrebbe da proporti di cercare in rete che sicuramente qualcosa qualcosa la trovi. Non credo che nessuno si sia mai cimentato in un progetto simile da cannibalizzare e modificare secondo le tue esigenze. Ma suppongo che prima di scrivere sul forum di EOS tu abbia già seguito la strada di internet senza nessun risultato. Quindi mi accingo a risponderti dandoti uno spunto su come potresti procedere.
    Ricapitoliamo prima cosa dovresti fare a livello di algoritmo e poi ti propongo delle soluzioni da implementare.
    Ci sono due binari che confluiscono verso un unico binario e quindi c’è un meccanismo di scambio che permette ai due treni di non collidere tra di loro. Quando i due treni sono in procinto di raggiungere lo scambio, uno dei due deve fermarsi segnalando tale stato con la luce rossa accesa del relativo semaforo, mentre l’altro può continuare tranquillamente la sua corsa. Passato il treno in transito, viene rieffettuato lo scambio dei binari e quindi anche il treno precedentemente fermo riprende a percorrere la sua strada. Il tutto continua invariato fino a quando non si ritorna nuovamente nel punto di scambio. Ora la questione si complica un pochettino perché bisognerebbe distinguere due casi di funzionamento:
    1) Lo scambio è sempre lo stesso quindi si da precedenza sempre al treno proveniente dallo stesso binario;
    2) Lo scambio è alternato dando, alla commutazione successiva, precedenza all’altro binario, in modo da osservare una variabilità del comportamento;
    3) Lo scambio è in funzione del treno che arriva prima. In questo caso dovresti prevedere un sistema di switch o fotocellule da posizionare molto prima dello scambio su entrambi i binari, in modo da sapere con sufficiente anticipo quale dei due scambi commutare per primo.
    In realtà, anche se l’ho specificato per il solo punto 3, un sistema che riconosca la pozione dei treni ti serve in tutti i casi e in commercio, che io sappia, esistono proprio dei piccoli sensori di prossimità a infrarossi utilizzati per i treno modelli.
    La soluzione 1 è la più semplice: rilevi la posizione del treno tramite il cambiamento di livello logico restituito dal tuo sensore di posizione, commuti lo scambio e fermi il treno dalla corsa interdetta. Attendi che il secondo treno sia passato (e te lo dice il sensore posizionato sul secondo binario ma subito dopo lo scambio), commuti lo scambio e fai ripartire il treno precedente fermo. Questa soluzione, calibrando per bene la posizione dei due sensori potresti anche realizzarla con un flip flop di tipo JK edge in modo da triggerare la lettura dei sensori sui soli fronti di salita/discesa e un buffer che eccita i due relè (di scambio e di treno fermo). Il led rosso del singolo semaforo (visto che è sempre 1 il binario interdetto) lo accendi in concomitanza dell’eccitazione del relè di scambio. Questa è una soluzione poco flessibile e complicata da eseguire perché richiede dei collegamenti anche tra i contatti interruttori dei vari relè… quindi per la scarsa flessibilità che propone te la sconsiglio vivamente. Ti consiglierei al contrario di realizzare il sistema di controllo con Arduino, visto che la programmazione di questo oggetto risulta estremamente semplice anche a chi non sa tantissimo di elettronica o programmazione. Faresti davvero in fretta ad implementare l’algoritmo che ti ho descritto e anzi, avresti anche la possibilità di aggiungere delle temporizzazioni tra le varie fasi rendendo il tutto più realistico! ;)

    #68870

    Alex87ai
    Membro

    Scusami se ho lasciato la mia risposta a metà, ma mi sono dovuto allontanare e prima di farlo volevo lasciarti una prima idea di progetto su cui riflettere… continuo ad esporti gli altri due casi.
    Riallacciandomi alla mia risposta precedente, per la soluzione 2 ti occorrerebbero un relè per lo scambio (suppongo che abbia un sistema di ritorno a molla, altrimenti te ne servono 2 da pilotare in maniera complementare l’uno con l’altro oppure se vuoi utilizzare ancora una volta un solo relè, devi prenderne uno a due vie e tre contatti per via in modo da poter creare un interruttore invertitore e invertire la tensione di alimentazione sul meccanismo di eccitazione dello scambio… se poi mi dici com’è nello specifico ti indirizzo verso la soluzione migliore), 2 relè distinti per bloccare la marcia dei due treni, 2 sensori per la posizione dei due treni (ancora una volta o di prossimità o switch) e due semafori contenti essenzialmente due led rossi. Il funzionamento è sulla commutazione alternata dei due treni all’altezza dello scambio, e ovviamente com prima tutto ciò si potrebbe realizzare con della logica discreta, mista a sequenziale e combinatoria ma avendo a disposizione i microcontrollori, perché non utilizzarli? Fossi io, per puro piacere nell’adottare nei miei progetti determinati oggetti, utilizzerei un microcontrollore PIC opportunamente programmato, ma non so come sei messo con la programmazione di questi dispositivi. Quindi per andare sul sicuro ti consiglio di utilizzare Arduino per la sua semplicità indiscussa nella programmazione. L’algoritmo dunque è semplice: definisci una variabile in cui vai a salvare lo stato dello scambio ogni volta che questo commuta e la volta successiva commuterai sul binario opposto. Ad esempio, passa il treno 1 e salvi nella variabile il valore 2 in modo da contenere già il valore del prossimo scambio. Al prossimo giro passerà per primo il treno 2 e salverai nella variabile il valore 1 e così via. Tutto sommato, ai fini della commutazione per i treni in arrivo, non hai bisogno di controllare nemmeno la sequenza di rilevamento dei sensori, quindi il primo che viene rilevato fa commutare lo scambio, poi se questo è il treno che si deve fermare lo fermi, altrimenti attendi la rilevazione del secondo treno e lo fermi. La ricommutazione la effettuerai quando il treno che resta in corsa non sarà più rilevabile dal sensore, sintomo questo che lo scambio è stato liberato. Ovviamente, i led dei semafori si accenderanno concordemente con l’eccitazione del relè di blocco dei relativi treni. Questo algoritmo dovrebbe garantirti un maggiore realismo e una maggiore soddisfazione di tuo zio nel vedere il tutto funzionare adhoc. Una piccola precisazione: i relè da utilizzare sono 4 e hai bisogno e per ognuno di essi del solito sistema bjt + diodo di libera circolazione per poterli eccitare a fronte di un impulso proveniente da Arduino. Ti segnalo la seguente configurazione circuitale da replicare per ogni relè (12 V):

    http://www.sunfinder.it/robot/progetti/rele_img/Rele_1a.gif

    Il terzo approccio è molto simile al secondo solo che diventa determinante sia la posizione relativa dei sensori che la sequenza di controllo degli stessi. Facendo alcune prove con arduino potresti venirne a capo facilmente. Spero di averti dato la risposta che cercavi e se dovesse tornarti utile qualche chiarimento non esitare e chiedere…chiedi e ti sarà risposto! ;)

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