DECODBARRE: SYSTEME DE DETECTION D’ADRESSE DE TRAIN

 

 

Le répondeur DECODBARRE

(Décembre 2004)

 

         Dans EDiTS Pro la détection est effectuée par un capteur infrarouge SFH506 (ou TSOP1738) qui reçoit les signaux d’une diode émettrice placée sous la locomotive.

Comme vous avez pu le constater, ce n’est pas simple d’installer la diode émettrice à l’intérieur d’une loco, et de la placer à la bonne distance du capteur qui doit reconnaître son adresse. Il faut trouver où percer, et quand on a réussi, ce n’est pas encore gagné, car il faut trouver un compromis entre la distance du capteur et la vitesse de la loco, pour obtenir une certaine efficacité.

C’est pourquoi j’ai réalisé un système qui permet à EDiTS Pro (et à PiloTrain V4.0.) de reconnaître un convoi grâce à une étiquette à code-barres collée sous la loco, ou sous n’importe quel matériel roulant.

On peut réutiliser la platine du “Module de détection d'adresse de train “ (répondeur d’adresse d’ELEKTOR décrite page 10 du livre), ou celle du module « DECADRESS » (réalisé par Pierre Boonaert) en remplaçant le PIC 16F84 d’ELEKTOR par un PIC 16F628 que je programme à la demande.

Le capteur infrarouge SFH506 (ou TSOP1738) est remplacé par un détecteur à réflexion composé dans un même boîtier : d’une diode émettrice infrarouge, et d’un phototransistor récepteur (Référence CNY70).

Une interface est nécessaire comprenant : un transistor et, 4 résistances (montés soit sur un petit CI indépendant, soit inclus dans le circuit principal du module DECADRES qui est alors appelé DECODBAR).

 

Les platines DECADRES (ou DECODBAR) sont décrites et réalisées par Pierre Boonaert (Voir sa documentation).

On peut également utiliser la platine répondeur d'adresse d'ELEKTOR (disponible chez Publitronic) et placer l'interface (transistor plus résistances) près du capteur (CNY70). Dans ce cas on utilisera le petit circuit imprimé conçu et décrit par Elie Ducharne (ITFDECODBAR).

On peut enfin aussi utiliser  la platine de Pierre (DECADRES) avec l'interface d'Elie (ITFDECODBAR).

 

Ce document a pour but de donner les explications nécessaires pour faire fonctionner le répondeur DECODBARRE dans les meilleures conditions.

 

Pour éviter les confusions, le système est appelé DECODBARRE, ses elements se nomment DECODBAR (la platine principale), ITFDECODBAR(la platine d'interface), et DECODBARPRINT(le logiciel d'impression des étiquettes).

 

 

1- Le materiel necessaire :

 

Nous supposons que tous les composants électroniques sont montés sur les platines, et qu’elles sont testées.

 

Nous possédons alors :

- un capteur CNY70,

- soit une platine DECODBAR et qui sera reliée au capteur CNY70 par 4 fils,

- soit une platine DECADRES (ou une platine PUBLITRONIC), qui sera reliée à un ensemble interface-capteur ITFDECODBAR par 3 fils.

 

Il faudra aussi les fournitures suivantes :

- des pastilles adhésives type “ UHU tac patafix “,

- une jauge en carton d'environ 3 ou 4 dixièmes de mm d’épaisseur, pour caler le capteur dans le ballast à la bonne hauteur,

- une cale en bois pour enfoncer le capteur dans le patafix,

- le logiciel DECODBARPRINT, livré dans le package DECODBARRE,

- du papier couché pour imprimante,

- du carton fort de 0,1 à 0,2 mm. environ d'épaisseur, sur lequel sera collée l’étiquette,

- de la colle Scotch universelle, non liquide (les bâtons de colle à papier type UHU stic conviennent aussi) pour coller l’étiquette,

- une paire de ciseaux de grande taille bien affutés,

- un gabarit pour placer l’étiquette (fabrication décrite au paragraphe 4),

 

La premiere étape consiste à imprimer les étiquettes à coller sous les locomotives à l'aide du logiciel DECODBARPRINT.

 

 

2- Desciption du code-barres :

 

Chaque locomotive est identifiée par son adresse qui est un code à 8 bits (Valeur de 1 à 255).

Ce sont ces bits qui sont représentés sur l'étiquette.

Chaque bit est défini par une barre blanche entre 2 barres noires.

C'est la largeur de la barre blanche qui donne la valeur du bit :

- une largeur de 1,5 mm représente un bit à 0,

- une largeur de 2,5 mm représente un bit à 1,

- chaque barre noire a une largeur de 2 mm.

Pour rendre la lecture indépendante de la vitesse, le code-barres ainsi défini est précédé par une barre blanche de calibrage, dont la largeur est également de 2 mm.

A chaque extrémité de l'étiquette est placée une zone noire.

L'étiquette est lue en passant au-dessus d'un capteur infra-rouge réflectif (CNY70), placé dans le ballast, bien dans l'axe de la voie.

L'étiquette est collée bien centrée sous la loco.

Lorsque l’étiquette et le capteur sont bien centrés, l’étiquette peut être lue dans les deux sens, car la barre blanche de calibrage est placée à chaque extrémité de l’étiquette.

Ceci présente l'avantage de connaître le sens de marche de la loco.

Ainsi le répondeur donnera une adresse pour la marche avant, et une autre adresse pour la marche arrière (puisque le code-barres lu est différent).

Certaines étiquettes sont symétriques, c'est à dire qu'elles fournissent le même code dans les deux sens. Elles sont au nombre de 15, et seront donc à éviter car elles ne permettent pas de définir le sens de marche.

Elle devront être utilisées uniquement dans le cas où la même adresse doit être reconnue dans les deux sens.

Chaque étiquette mesure 5 mm de large, et entre 40 et 50 mm de long.

Le code est lu en commençant par les "poids forts" du code binaire.

 

Exemple d'étiquette.

calibrage00101000calibrage : adresse : 0+0+32+0+8+0+0+0 = 40

calibrage00010100calibrage : adresse : 0+0+0+16+0+4+0+0 = 20

 

 

3- Impression des étiquettes :

 

Décompressez DECODBARPRINT.ZIP dans votre dossier préféré.

Lisez le document DECODBARPRINT.RTF (une page).

Placer dans l'imprimante une feuille de papier parfaitement blanche (papier couché de préférence), et lancez DECODBARPRINT.EXE.

Dans la fenêtre qui s'ouvre tapez la première adresse affectée à vos locos, et cliquez sur IMPRIMER.

La page imprimée contiendra les étiquettes de 20 adresses consécutives à découper (à partir de celle tapée).

Attention : l'impression est lancée sur l'imprimante déclarée par défaut dans Windows.

 

Nota : Avec certaines encres le noir est réfléchissant, et le capteur CNY70 ne lit rien. Dans ce cas la photocopie de la page imprimée donnera des barres noires mates et le capteur pourra lire.

Les essais ont été effectués sur des imprimantes à jet d'encre HP7600 et HP1350 avec les encres N°56.

Les imprimantes à laser doivent aussi convenir.

 

 

4- Positionnement du capteur :

 

Les positionnements de l’étiquette et du capteur, sont des opérations de précision. C'est pourquoi j'indique une méthode que j'utilise, mais qui peut sûrement être améliorée.

Le capteur est placé entre les rails, bien au centre. Les points émetteurs et récepteurs du CNY70 doivent être alignés dans le sens longitudinal de la voie (Photo 1).

Il est raccordé au connecteur 4 broches conformément à la doc de montage des circuits imprimés, soit DECODBAR, soit DECADRESS ou la platine d'ELEKTOR associée à ITFDECODBAR.

Il doit être parfaitement horizontal, et sa hauteur par rapport au plan de roulement des rails doit être réglée à 2 dixièmes de millimètre près.

Pour ce réglage, munissez vous d'une cale en bois faite d'un bout de tasseau de bois raboté, d'une jauge en carton d'environ 3 ou 4 dixièmes de mm, et d'un bout de patafix (Photo 2) :

- percez un trou de 7 mm. à l’endroit choisi (evitez de le placer sous une lampe d'éclairage),

- alésez éventuellement le ballast à 10 mm.,

- passez le connecteur 4 broches du circuit ITFDECODBAR (ou le câble relié à DECADRESS) dans le trou (par dessous la table),

- raccordez le au capteur (par desus) en respectant le sens du câblage,

- comblez le trou avec la patafix,

- posez le capteur sur la patafix, puis la jauge en carton à plat sur le capteur, puis la cale en bois,

- appuyez fortement pour faire descendre le capteur dans le patafix, jusqu’à ce que la cale en bois soit en appui sur les rails (Photo 2).

Le capteur est positionné, n'y touchez plus.

 

Photo 1                - en général c'est en coulisse...

Photo 2                - la cale et la jauge.

4- Positionnement de l’étiquette :

 

Il faut maintenant régler la position de l’étiquette sous la loco, pour qu'elle passe à environ 0,8 mm. au-dessus du capteur implanté dans le ballast.

 

Le meilleur endroit pour placer une étiquette sous la loco est le bogie. Le carénage (métallique ou plastique) plat situé entre les roues se prête bien au collage.

Pour assurer un positionnement précis, il faut d'abord confectionner un gabarit.

Il est construit avec quatre bouts de carrelets de bois de 6 à 7 mm. de côté et de 2 lames métalliques de 0,3 ou 0,4 mm d'épaisseur.

Les photos suivantes en disent plus long qu'un long discours (Photo 4) :

 

Photo 3

 

Découpez maintenant soigneusement dans la feuille déjà imprimée, une étiquette correspondant à l'adresse de la loco à équiper.

Collez là avec la colle Scotch universelle non liquide, sans bavure sur la feuille de carton fort et découpez le carton exactement à la dimension de l'étiquette.

Puis collez à nouveau cet assemblage sur la feuille de carton fort, et découpez le carton toujours à la dimension de l'étiquette.

Le jeu consiste à trouver le nombre de couche de carton fort à coller les unes sur les autres, pour obtenir la bonne épaisseur pour que l’ensemble,une fois collé, vienne affleurer les lames métalliques du gabarit entre les roues du bogie.

 

Posez votre dernier assemblage sur le bogie et placez le gabarit comme indiqué ci-dessous (Photos 4 et 5) :

 

Photo 4   - exemple d'une CC 21000 RIVAROSSI

 

Les carrelets bois doivent être en appui sur les bandes de roulement des roues et les barres métalliques doivent être juste en appui sur l'étiquette.

Si c'est le cas vous pouvez coller votre assemblage étiquette-carton fort, et passer à la loco suivante.

 

Photo 5      - exemple d'une BB 63000 ROCO

 

Si les barres métalliques du gabarit n'affleurent pas l'étiquette vous devez rajouter une ou plusieurs, épaisseurs de carton supplémentaires comme indiqué précédemment.

 

Lorsque tout est en place, le capteur se trouve entre 0,3 et 0,4 mm. au-dessous de la bande de roulement des rails, et l'étiquette se trouve entre 0,3 et 0,4 mm. au-dessus de cette même bande de roulement.

L'espace entre l'étiquette et le capteur doit donc être de 0,8 mm. (valeur optimale) plus ou moins 0,2 mm.

 

Evidemment l'étiquette en place doit être parfaitement propre.

Si vous l'avez salie en la collant, n'hésitez pas à en coller une autre par dessus.

 

Nota : Pour les locomotives anciennes, à axes d’essieux et engrenages apparents, choisir une surface plane sous la caisse entre les bogies. Les montants du gabarit (non représenté ici) seront plus longs pour être posés sur les bandes de roulement des roues des deux bogies.

 

 

5- Les essais :

 

Branchez le répondeur DECODBARRE sur le bus répondeur, et reliez EDiTS Pro au PC.

Lancez PiloTrain V 4.0, et assurez vous que tous les paramètres affichés à l’écran sont corrects conformément à la doc, notamment le nombre de détecteurs installés (au moins un) ainsi que la bonne adresse de la loco.

Lancez la détection en cliquant sur le bouton START (dans la V4.0 la detection est lancée au demarrage du programme).

Pilotez la loco à la souris, et faites-la passer au dessus du capteur :

le code de l'adresse doit s'afficher en binaire dans la fenêtre « Détecteurs » sur l’écran.

 

 

Le PIC 16F628 du répondeur DECODBARRE peut aussi traiter un signal de détection de train « par rail de contact » connecté à la borne b 5 de la platine DECADRES/DECODBAR, ou à la borne R de la platine ELEKTOR. Dans ce cas le bit 7 ( le plus à gauche) du code est positionné à 1 sur le bus répondeur pendant 2 secondes.

Cependant, DECODBARRE ne peut traiter ce signal en même temps que la détection d'adresse de la loco.

C'est pourquoi, le « rail de contact » recueillant ce signal doit être placé à au moins 50 cm. du capteur CNY70.

 

Pour paramétrer des actions associées à cette détection (annonce en gare, arrêt en gare, etc.), consulter la documentation de PiloTrain V4.0.

 

 

6- Les contraintes :

 

Le capteur CNY70 ne doit voir que du noir tant qu'il ne voit pas la première barre blanche de l'étiquette.

Evitez donc de le placer au-dessous d'une source de lumière (lampe à incandescence, soleil, etc.).

 

Lorsque la loco passe au-dessus du capteur, sa vitesse doit être suffisante.

Evitez les à-coups, ou l'extrême ralenti.

 

Le PIC 16F628 de la platine DECODBAR présente sur le bus répondeur le code qu'il a reconnu, pendant 2 secondes.

Ensuite il présente, également pendant 2 secondes sur ce même bus, le code $80 (128) dans le cas de la détection de train « par rail de contact ».

Ce bus doit donc être exploré au moins toutes les 2 secondes (ce qui est le cas d'EDiTS Pro et de PiloTrain V4.0.).

 

 

Bien, maintenant, il n’y a plus aucune raison pour que vous ne puissiez pas « décoder » plein pot ! ! !

 

La description qui précède est valable pour le deux rails. Pour le trois rails, des essais complémentaires sont necessaires, notamment pour vérifier si on peut excentrer le couple capteur-etiquettes. Les bonnes volontés sont les bienvenues

 

L'archive contenant les dossiers de DECODBARRE est disponible ICI

 

Claude Prunet, Avril 2005.