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Manœuvre des aiguilles en analogique avec des servo-moteurs

Description du système

publié par Jean-Luc, le dimanche 10 novembre 2013

Tags aiguille - arduino - servo

Une petite récréation par rapport à la construction de mon réseau. Je bricole un peu d’Arduino avec ma fille pour animer des petits robots. Et qui dit robots dit servo-moteurs. Il se trouve que c’est aussi lié au modélisme ferroviaire, d’où la présence de cet article sur mon blog.

En effet, l’Arduino me semble être une excellente solution pour mettre en œuvre des systèmes électroniques et électro-mécaniques sophistiqués sur un réseau. La manœuvre des aiguilles via des servo-moteurs en est un exemple qui reste d’une complexité raisonnable tout en répondant à un besoin exprimé par ceux qui exploitent leur réseau en analogique.

Tam Valley Depot commercialise une carte de ce type, l’Octopus III. Nous allons reproduire le fonctionnement de cette carte en utilisant un Arduino Uno quelques LED et quelques poussoirs. Je dis nous car ces articles sont conçus comme un tutoriel pour expliquer le fonctionnement du système Arduino et son application en modélisme ferroviaire. En parallèle un forum spécifique a été mis en place sur le forum Loco-Revue sous la houlette de Christian Bézanger, auteur de la série d’articles sur l’Arduino dans la revue éponyme et les idées bouillonnent.

Que veut-on comme fonction ?

Fonctionnellement, l’utilisateur veut le système classique. Il dispose d’une batterie de boutons, un par aiguille. Une pression sur un bouton change la position de l’aiguille. Nous allons prévoir ici 8 aiguilles et donc 8 servo-moteurs et 8 boutons. Son objectif est bien sûr d’avoir un mouvement lent et réaliste.

Il veut aussi un retour sur la position, par exemple une LED verte signifie que l’aiguille est droite et une jaune que l’aiguille est déviée.

Enfin, chaque moteur d’aiguille pouvant être différent, il veut régler les deux positions extrêmes servo par servo. Il faut donc qu’il puisse indiquer qu’il veut régler les servos puis préciser le servo qu’il souhaite régler puis disposer d’un dispositif de réglage.

De quel matériel a-t-on besoin ?

Du point de vue physique, le système que nous allons concevoir est constitué de :

  • Un Arduino Uno. Il s’agit d’une petite carte embarquant un micro-contrôleur ATMega328, un régulateur de tension 5V pour l’Arduino et ce qu’on peut y brancher et une électronique de programmation qui permet d’envoyer un programme sur l’Arduino via la liaison USB de l’ordinateur ;
  • 8 servos-moteur ;
  • 8 boutons poussoir, 1 pour chaque servo-moteur, permettant de changer la position du servo-moteur correspondant ;
  • Un bouton rotatif à 8 positions pour sélectionner un servo-moteur afin de régler ses butées (mode réglage). Un commutateur ou un poussoir permettant de passer du mode réglage au mode exploitation. Le mode exploitation est le fonctionnement normal du dispositif ;
  • Une paire de poussoirs pour le réglage des butées des servo-moteurs ;
  • Des résistances de tirage ;
  • 16 LED, 8 vertes et 8 jaunes, pour les temoins ;
Courte présentation de l’Arduino Uno et des servo-moteurs que nous allons utiliser

Certains points peuvent sembler obscurs pour l’instant mais nous allons revenir dessus et les choses s’éclairciront.

L’électronique est réduite à sa plus simple expression et elle sera expliquée au fur et à mesure.

Enfin la plus grosse partie du travail est évidemment le logiciel. Plutôt que d’aborder cette partie de manière académique nous allons la voir au travers de la mise en œuvre de notre application, en amenant les explications sur la programmation au fur et à mesure que le besoin s’en fait sentir. Nous n’allons donc pas faire de conception globale de notre application comme cela se fait dans l’industrie [1] mais présenter des sous-ensembles restreints permettant de saisir les concepts pour ensuite, une brique après l’autre, construire l’application.

Notes

[1Bon, en fait j’ai déjà fait cette conception, rassurez-vous.

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