ALv72 sul ponte trasbordatore girevole delle officine OM a Milano – foto OM collezione Luigi Iorio da Photorail.com
Il circuito di controllo che abbiamo discusso nella precedente puntata partiva dall’esame delle piedinature elettriche del modello Minitrix e riusciva gestire gli aspetti infrastrutturali, ovvero la movimentazione del ponte (traslazione e rotazione). Avevamo lasciato in sospeso la gestione della parte ferroviaria, e la discussione della digitalizzazione della stessa. Completiamo ora il lavoro discutendo anche di questi ultimi aspetti.
Abbiamo di recente visto quali siano il principio di funzionamento ed il cablaggio del ponte trasbordatore girevole di Minitrix, ed abbiamo anticipato che sarebbe stato facile realizzarne il pilotaggio tramite un microcontrollore della famiglia Arduino o ESP32. Come abbiamo più volte detto, noi preferiamo il secondo se non altro perché ha integrate le componenti necessarie per comandarlo via web, e quindi possiamo facilmente costruire delle interfacce utente grafiche per computer, smartphone o tablet. Il seguente video, già anticipato nella puntata precedente, dimostra il risultato:
Vediamo ora di capire come questo sia stato ottenuto.
Pubblicato il 16 gennaio 2021, ultima modifica 18 giugno 2021
Abbiamo in passato discusso dei ponti trasbordatori, ed anche di quelli girevoli (Dreh-schiebebühne), rappresentati da un modello Minitrix in scala N.
La Dreh-schiebebühne di Minitrix
Il modello Minitrix è predisposto per l’analogico e per il digitale Selectrix (la primissima versione di digitale ferromodellistico prodotta da Doehler e Haas e licenziata da Trix negli anni ’80), ma non per altri tipi di digitale. La documentazione disponibile, che abbiamo discusso in una nota tempo fa, non ne descrive la parte elettrica ed elettronica: ad esempio non è noto quali siano i pin. Una vecchia discussione su 1zu160 ne propone una conversione al digitale, ma la “ricetta “proposta richiede di intervenire fisicamente sulla piattaforma, saldando e dissaldando componenti, ed intervenendo meccanicamente in modo invasivo e irreversibile.
A noi interessava poterla controllare (se possibile senza apportarvi modifiche, o almeno non modifiche irreversibili) tramite un microcontroller digitale, come Arduino, o l’ESP32 che ad esso preferiamo. Ci siamo quindi messi a studiarla. Alla fine è stato meno difficile di quanto pensavamo, e siamo dunque in grado di realizzarne un meccanismo di controllo alternativo, e per chi volesse, anche la digitalizzarne la parte “ferroviaria” senza intervenire sulla piattaforma stessa (o quasi). Anzi, alla fine la versione digitale sarà, come vedremo, persino più semplice di quella analogica.
Per far venire un po’ di appetito, ecco un video dimostra il risultato, con la piattaforma controllata da un telefonino.
Iniziamo ora a spiegare passo passo tutto quel che serve. La prima fase è la comprensione del funzionamento della piattaforma, e l’identificazione degli input. La successiva sarà la movimentazione delle piattaforma, e l’ultima la movimentazioni dei rotabili (analogici e digitali) su di essa.
Ora vogliamo discutere degli aspetti di programmazione. Daremo quindi una breve introduzione agli elemento base della programmazione dell’ESP32, per passare poi a vedere come gestire la parte wireless che ci permette di comandare remotamente la nostra batteria di scambi.
Per cominciare, avremo bisogno di qualche nozione di base. I vari piedini (pin) del nostro microcontrollore sono chiamati (ad eccezione di quelli di alimentazione e controllo) GPIO, che sta per general-purpose input/output, e possono essere usati per leggere o scrivere un segnale. Il segnale può essere analogico (un livello di tensione pressochè continuo tra zero ed il massimo ammissibile) oppure digitale, ovvero avere solo due possibili valori: LOW (0 V) e HIGH (3.3V). Noi ci occuperemo per ora solo del digitale. – Nota: sui vari Arduino HIGH può essere 5V invece che 3.3V a seconda del modello; su ESP32 la tensione HIGH è a 3.3 V.
Template stampabile che mostra il numero del GPIO corrispondente ai vari piedini.
Ma vediamo come è strutturato il codice che impartisce al microcontrollore i comandi.
Tradizionalmente, gli scambi di un plastico sono azionati con dei pulsanti. Tutti i produttori hanno a catalogo dei dispositivi ah hoc, dall’aspetto più o meno sofisticato, ma altro non sono che pulsanti.
Pulsantiera Minitrix per uno scambio (Weichenschalter)
Azionatori Arnold rapido per scambi
Nei plastici più evoluti (digitali) è possibile anche azionarli con dei decoder ad hoc, cosicché li si può comandare dalla centralina: in questo caso è anche possibile definire un “routing”, ovvero una sequenza di comandi che attuino una “rotta” disponendo una sequenza di deviatoi nell’ordine giusto per ottenere il risultato voluto (ad esempio accedere al binario 3 provenendo dall’accesso sud). Il passo successivo è interfacciare un computer (ed ovviamente un programma) per definire delle azioni complesse.
Fleischmann 6852, decoder per quattro scambi
Una possibile alternativa, praticabile anche in analogico, è di controllare i deviatoi con uno o più microcontrollori. Questi potranno essere programmati per effettuare delle sequenze di azioni, oppure interfacciati con un computer e un programma, oppure potranno esibire una interfaccia web che permetta di azionarli anche da un telefonino o da un tablet. E’ questo l’approccio che vogliamo provare ad esplorare e discutere.
Nelle nostre sperimentazioni utilizzeremo un microcontrollore ESP32 del costo di pochi Euro: è simile agli Arduino, ma ha supporto integrato per la rete wireless, oltre molte altre interessanti caratteristiche aggiuntive.
scalaeNNe - Note Sparse (Treni, Ferrovie e loro modellazione in Scala N) 