LOCODUINO

Forum de discussion
Dépôt GIT Locoduino
Flux RSS

lundi 25 septembre 2017

6 visiteurs en ce moment

Calcul de la vitesse d’un train miniature avec l’Arduino

. Par : LIKIKI

L’objet de cet article est de déterminer la vitesse réelle d’un train miniature, rapportée à sa grandeur nature, donc en Kilomètres par Heure, en fonction de l’échelle évidemment.

Bien évidement, cette mesure est réalisée avec un Arduino.

Voici la description de mon projet.

Mais pourquoi calculer la vitesse de nos petits trains ?

Il n’y a rien de plus décourageant que de voir un TGV se faire doubler par un ABJ (surtout pour les ingénieurs qui ont travaillé sur la conception du TGV, ceux de l’ABJ étant plutôt contents).

En tout cas cela permettra de pouvoir régler les décodeurs de nos machines en conséquence.

Alors, le projet ….

Sur un portion de voie droite, on met en place deux barrières infrarouges séparées par une distance connue (dans ma réalisation j’ai 22 cm). Une barrière infrarouge est constituée d’un émetteur et d’un récepteur de lumière infrarouge. L’article Une barrière infrarouge en décrit un exemple.

Lorsqu’un train traverse une barrière infrarouge, il coupe le faisceau lumineux invisible et son récepteur fournit un signal qui peut être interprété par l’Arduino.

Voici le raisonnement :

A) Nous avons donc un point d’entrée, un point de sortie et une distance fixe.

B) L’arduino nous permet de relever le temps parcouru par un véhicule entre les deux points.

C) Nous avons la formule magique V = D / T (Vitesse = Distance / Temps)

Où : V est en m/s, D est en mètres et T est en secondes.

Jusque là, tout est simple.

En réalité, la distance sera plutôt exprimée en centimètres (ici j’ai 22 cm), le temps en millisecondes, donné par l’instruction millis() et le donc le résultat en cm/s, en divisant par 1000.

Pour passer aux Km/H, à l’échelle 1, il faut en plus :

  • multiplier par le facteur d’échelle (87 en HO ou 160 en N)
  • multiplier par 3600 (le nombre de secondes dans une heure)
  • diviser par 100.000, pour passer des centimètres aux kilomètres

donc :

  • en HO il faut multiplier les cm/s par 3,132
  • en N il faut multiplier les cm/s par 5,76

… ou faire autrement comme dans mon programme ci-dessous, pourvu que l’on obtienne la bon résultat.

Alors c’est parti :

Commençons par le schéma du projet :

Nous voyons à gauche les 2 couples de Leds comprenant une diode émetteur infrarouge, type SFH415, alimentée à partir du 5V à travers une résistance de 330 Ohms et une diode récepteur infrarouge, type SFH 205, montée en inverse et protégée par une résistance de 220 KOhm. Les 2 récepteurs infrarouges reliés sont aux entrées A2 et A3 de l’Arduino.

Le choix de ces composants est important : il faut que l’émetteur et le récepteur aient pour caractéristique commune une même fréquence lumineuse (ici : 940 nm).

Le LCD est raccordé de façon classique :

  • RS à la pin 12 de l’Arduino
  • Enable à la pin 11
  • D4 à la pin 5
  • D5 à la pin 4
  • D6 à la pin 3
  • D7 à la pin 2

Et maintenant le code du programme

Le code est écrit en partant d’un des exemples "LiquidCrystal" de la bibliothèque intégrée de l’IDE Arduino. Il vous reste donc peu de choses à ajouter.

  1. // Calcul de la vitesse d'un train miniature 
  2. // En passant devant deux led Ir
  3. // Programme V 2.3
  4. // Du 11/11/2013
  5. // Par C.ARFEL
  6. // 
  7. // Avec afficheur autonome
  8. // 
  9.  
  10. #include "LiquidCrystal.h" // Ajout de la librairie pour afficheur lcd
  11.  
  12. LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); // déclaration des bornes du lcd
  13.  
  14. int IR1 = A2; // La diode IR 1 est branchée sur A2
  15. int IR2 = A3; // La diode IR 2 est branchée sur A3
  16.  
  17. int compteur1 = 1; // variable enregistre un passage compteur 1
  18. int compteur2 = 1; // variable enregistre un passage compteur 2
  19. int temps1=millis(); // Variable prise de temps pour IR 1
  20. int temps2=millis(); // Variable prise de temps pour IR 2
  21. int temps3 = 0; // Variable pour le calcul du temps réel passé
  22. float V = 0.0; // Variable Vitesse
  23. float TTS = 0.0; // Variable temps passé en secondes
  24. float VKM = 0.0; // Variable vitesse en KM/H
  25. float VKMN = 0.0; // Variable vitesse en N
  26. float VKMH0 = 0.0; // Variable vitesse en H0
  27.  
  28. void setup(){
  29.   
  30.   lcd.begin(16,2); // Déclaraton du type d'afficheur 16 cracteres sur 2 lignes
  31.   
  32.   pinMode(IR1, INPUT); // Déclaration de la broche A2 en "entrée"
  33.   pinMode(IR2, INPUT); // Déclaration de la broche A3 en "entrée"
  34.   
  35.   lcd.print("** En attente **"); // Affichage sur le lcd
  36.   
  37. }
  38.  
  39. void loop(){
  40.   
  41.   int valIR1 = digitalRead(IR1);
  42. // Lecture de broche A2 et mise du résultat dans la variable valIR1
  43.   int valIR2 = digitalRead(IR2);
  44. // Lecture de broche A3 et mise du résultat dans la variable valIR2
  45.   
  46.    if(valIR1 == LOW && compteur1==1) {
  47. // Si passage devant IR1 ET compteur1 = 1 alors ....
  48.    temps1=millis(); // enregistrement dans temps1 de la valeur millis
  49.    compteur1 = compteur1 + 1;   
  50. // On rajoute +1 a compteur1 ce qui empeche le remplacement de la valeur de temps1   
  51.    } 
  52.        
  53.    if(valIR2 == LOW && compteur2==1) {
  54. // Si passage devant IR2 ET compteur2 = 1 alors ....
  55.    temps2=millis(); // enregistrement dans temps1 de la valeur millis    
  56.    compteur2 = compteur2 + 1; 
  57.  // On rajoute +1 a compteur2 ce qui empeche le remplacement de la valeur de temps2    
  58.    }
  59.   
  60.    if(compteur1>1 && compteur2>1) {
  61. // Si les valeurs de Compteur1 ET de compteur2 sont differente de 1 alors le calcul peut debuter
  62.     
  63. temps3 = (temps2-temps1);       
  64. // temps en milisecondes passez entre les deux capteurs
  65.     
  66.    TTS = ((float)temps3 / 1000.0);
  67. // conversion milisecondes en secondes
  68.      
  69.    V = (0.22 / (float)TTS);
  70. // calcul de d/t, ma distance est ici de 22 cm, soit 0,22 m
  71.     
  72.    VKM = ((float)V * 3.6);
  73. // conversion de la vitesse en m/s en KM/H
  74.     
  75.    VKMN = ((float)VKM * 160.0);
  76. // conversion de la vitesse a l'echelle N
  77.     
  78.    VKMH0 =((float)VKM * 87.0);
  79. // conversion de la vitesse a l'echelle H0
  80.     
  81.     // Affichage des resultats sur le LCD
  82.     
  83.     lcd.clear(); // on éfface l'ecran
  84.     lcd.print(VKMN); // affichahe de VKM N
  85.     lcd.println(" KMh en N"); //
  86.     lcd.setCursor(0, 1); // On déplace le curseur sur la 2 eme ligne
  87.     lcd.print(VKMH0); // affichage de VHM HO
  88.     lcd.println(" KMh en H0"); //
  89.     
  90.     delay(10000); // délais de 10 secondes avant reprise du programme
  91.     // Pour permettre la libération de la zone IR
  92.     
  93.     compteur1=1;  // Variable remise a 1
  94.     compteur2=1;  // Variable remise a 1
  95.     temps1 = 0;   // Variable remise a 0
  96.     temps2= 0;    // Variable remise a 0
  97.     
  98.     lcd.clear(); // on éfface l'ecran
  99.     lcd.print("** En attente **"); // Affichage sur le lcd
  100.   }
  101. }

Une petite vidéo en fonctionnement :

https://www.youtube.com/watch?v=yQN...

Bonne réalisation !

Christian

17 Messages

Réagissez à « Calcul de la vitesse d’un train miniature avec l’Arduino »

Qui êtes-vous ?
Votre message

Pour créer des paragraphes, laissez simplement des lignes vides.

Lien hypertexte

(Si votre message se réfère à un article publié sur le Web, ou à une page fournissant plus d’informations, vous pouvez indiquer ci-après le titre de la page et son adresse.)

Rubrique « Projets »

Un chenillard de DEL

Enseigne de magasin

Feux tricolores

Multi-animations lumineuses

L’Arduino et le système de commande numérique DCC

Un décodeur d’accessoire DCC versatile basé sur Arduino

Un moniteur de signaux DCC

Une barrière infrarouge

Un capteur RFID

Un TCO xpressnet

Une animation sonore

L’Arduino au coeur des systèmes de pilotage analogiques ou numériques

Calcul de la vitesse d’un train miniature avec l’Arduino

La génèse d’un réseau 100% Arduino

Une horloge à échelle H0

Simulateur de soudure à arc

Un automatisme de Passage à Niveau

La rétro-signalisation sur Arduino

Décodeur pour aiguillage à solénoïdes sur Arduino

Un décodeur DCC pour les signaux à deux ou trois feux sur Arduino NANO/UNO

Etude d’un passage à niveau universel

Réalisation pratique d’un système de mesure de vitesse à l’échelle N

Une Passerelle entre le bus S88 et le bus CAN pour la rétro signalisation

Un décodeur DCC pour 16 feux tricolores

Block Automatique Lumineux avec la carte shield "Arduino 4 relays"

Réalisation d’un affichage de gare ARRIVEE DEPART

Comment piloter trains et accessoires en DCC avec un Arduino (1)

Comment piloter trains et accessoires en DCC avec un Arduino (2)

Comment piloter trains et accessoires en DCC avec un Arduino (3)

Comment piloter trains et accessoires en DCC avec un Arduino (4)

SGDD : Système de Gestion DD (1)

SGDD : Système de Gestion DD (2)

SGDD : Système de Gestion DD (3)

La PWM : Qu’est-ce que c’est ? (1)

La PWM : Qu’est-ce que c’est ? (2)

La PWM : Qu’est ce que c’est ? (3)

La PWM : Qu’est ce que c’est ? (4)

Mise en oeuvre du Bus CAN entre modules Arduino (1)

Mise en oeuvre du Bus CAN entre modules Arduino (2)

Un gestionnaire en C++ pour votre réseau (1)

Un gestionnaire en C++ pour votre réseau (2)

Un gestionnaire en C++ pour votre réseau (3)

Un gestionnaire en C++ pour votre réseau (4)

Réalisation de centrales DCC avec le logiciel libre DCC++ (1)

Réalisation de centrales DCC avec le logiciel libre DCC++ (2)

Réalisation de centrales DCC avec le logiciel libre DCC++ (3)

Contrôleur à télécommande infrarouge pour centrale DCC++

Gestion d’une gare cachée (1)

Gestion d’une gare cachée (2)

Gestion d’une gare cachée (3)

Les derniers articles

La PWM : Qu’est ce que c’est ? (4)


Jean-Luc

Block Automatique Lumineux avec la carte shield "Arduino 4 relays"


Christian

Réalisation d’un affichage de gare ARRIVEE DEPART


Gilbert

Contrôleur à télécommande infrarouge pour centrale DCC++


Daniel

La PWM : Qu’est ce que c’est ? (3)


Jean-Luc

Réalisation de centrales DCC avec le logiciel libre DCC++ (3)


bobyAndCo

Un gestionnaire en C++ pour votre réseau (4)


Pierre59

Un décodeur DCC pour 16 feux tricolores


Dominique, JPClaude, Thierry

Réalisation de centrales DCC avec le logiciel libre DCC++ (2)


bobyAndCo

Réalisation de centrales DCC avec le logiciel libre DCC++ (1)


Dominique

Les articles les plus lus

La PWM : Qu’est-ce que c’est ? (1)

Comment piloter trains et accessoires en DCC avec un Arduino (1)

L’Arduino et le système de commande numérique DCC

Comment piloter trains et accessoires en DCC avec un Arduino (3)

Mise en oeuvre du Bus CAN entre modules Arduino (2)

Un gestionnaire en C++ pour votre réseau (1)

L’Arduino au coeur des systèmes de pilotage analogiques ou numériques

Une barrière infrarouge

La rétro-signalisation sur Arduino

Mise en oeuvre du Bus CAN entre modules Arduino (1)