LOCODUINO

Commander sa centrale Marklin® MS2 en WiFi à partir de Rocrail®, JMRI®, iTrain® ou autres gestionnaires.

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Par : bobyAndCo

Aujourd’hui, je vous propose un sujet en 3 rails, ce qui n’est pas très courant sur Locoduino. Et c’est bien dommage car ce système et son environnement regorgent de techniques intéressantes.

Il s’agit de piloter une MS2 de Marklin® à partir de n’importe quel gestionnaire de réseau comme Rocrail®, iTrain® ou encore JMRI®. Je ne parlerai, dans l’article, que de Rocrail®, mais cela vaudra pour tous les autres.

La MS2 est la centrale d’entrée de gamme de Marklin®. Elle est proposée en particulier dans les kits de démarrage à un tarif attractif pour, bien sûr, attirer de nouveau utilisateurs vers la marque.

Pourtant, la MS2 n’a pas à rougir devant ses grandes sœurs, la CS2 et la CS3 ou encore CS3+ car, équipée tel que je vais vous le présenter dans cet article, peut tout à fait disposer des nombreuses fonctionnalités dont on l’a amputée pour des raisons de positionnement marketing.

De quoi est composé le kit MS2 ?

Quand on parle de la MS2, il faut bien avoir à l’esprit qu’il s’agit de deux appareils principaux, une petite centrale

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Figure 1 - La centrale MS2 de Marklin®

et un booster 60114 ou 60116 mais dont nous verrons que ce dernier est (bien) plus que cela.

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Figure 2 - La "boite de voie", un booster mais pas que !

Ce kit est une réponse "commerciale" simple qui correspond aux besoins d’un grand nombre de modélistes. C’est pourquoi, je pense, cet article intéressera un grand nombre de personnes.

A noter que la centrale de TRIX de couleur verte est le même produit.

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Figure 3 - La MS2 de TRIX vendue à l’intérieur d’un coffret "Digital Start"

Que permet le montage proposé dans cet article ?

Comme je le dis en introduction, compte tenu de son prix, ce kit MS2 est bridé pour marquer une différence vis à vis des autres centrales de la marque. Mais comme elle communique en CAN, il est très facile de hacker ce système en DIY, avec des Arduino et des ESP32 en particulier.

Nous chercherons à utiliser différents logiciels de gestion de réseau gratuits comme Rocrail® ou JMRI® ou payants comme iTrain® ou TrainController® ou tous ceux qui exposent le protocole CAN Marklin® affublé d’autant de noms qu’il existe de logiciels ; mbus chez Rocrail® qui est le gestionnaire que j’utiliserai pour cet article.

La liaison entre l’ordinateur qui héberge le gestionnaire et la centrale Marklin® peut être réalisée en série (USB), filaire (Ethernet) ou sans fil (WiFi). Mais je recommande vivement la connexion en WiFi de loin la plus simple et la plus efficiente et celle que je présente dans cet article.

Une version avec liaison série en USB est cependant disponible sur Github

De quoi se compose le montage ?

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Figure 4 - Présentation de l’installation dans son ensemble

J’utilise ici un ESP32 pour ses performances et son CAN en partie intégré mais aussi pour le WiFi présent nativement.

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Figure 5 : Carte "universelle" ESP32 avec son alimentation 5V/1A et son transceiver CAN MCP2562

Pour rendre l’ensemble plus « propre », j’utilise des petites cartes « universelles » » que j’avais réalisées, qui incorporent un transceiver CAN MCP2562 et dont j’ai souvent parlé sur Locoduino.

Voyons comment sont reliés les composants.

Côté ordinateur :

Il n’y a aucune liaison filaire puisque l’on communique en WiFi. On peut cependant relier l’ESP32 à l’ordinateur par un câble USB (comme sur la photo) pour l’alimention électrique à partir de cette source ou si l’on souhaite disposer du debug qui permet de visualiser sur un moniteur série l’ensemble du traffic TCP -> CAN ou CAN -> TCP.

Sans liaison USB, L’ESP32 devra alors disposer de sa propre alimentation électrique ce qui est prévu sur la carte « universelle ». Il vous faudra aussi disposer d’un réseau sans fil ce qui est le cas dans pratiquement tous les foyers français aujourd’hui.

Compte tenu de l’intérêt très marginal que peut présenter une liaison Ethernet filaire, je ne ferai qu’exposer cette possibilité et répondrai volontiers à ceux qui s’intéressent à cette configuration. J’ai aussi confectionné sur la base de la carte « universelle » ESP32 une version incorporant l’Ethernet. Sachez que le code est le même que pour la version WiFi en intégrant en plus le code pour les drivers du module Ethernet.

Côté MS2 :

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Figure 6 - L’ESP32 à côté de la boite de voie "Gleisbox"

Il faut tout d’abord réaliser un montage « classique » pour ce système. La centrale MS2 est reliée par son cordon à la boite de voie (Gleisbox dans la langue de Goethe), elle-même reliée à la voie et au courant secteur.

Entre l’ESP32 et la Gleisbox :

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Figure 7 - Raccordement de CAN High et CAN Low sur la seconde prise DIN

Le raccordement est une liaison CAN sur la seconde prise DIN restant disponible. Plutôt que d’acheter à prix d’or un cordon que vous allez devoir sectionner, je vous conseille d’utiliser deux câbles avec prises Dupont.

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Figure 8 - Schéma de la prise DIN de la Boite de Voie

On peut voir sur ce schéma qu’il faut relier le CAN Low dans la broche 8 de la prise DIN et le CAN High dans la broche 4. C’est tout. Vous ne risquez rien si vous inversez les branchements, si ce n’est que cela ne fonctionnera pas ! Attention cependant à ne pas vous tromper avec broche 1 qui est le +12 volts.

C’est tout pour le câblage.

Le programme :

Je rappelle que Marklin® utilise principalement le protocole CAN pour la communication entre ses équipements (hormis malheureusement la rétro signalisation qui est en S88) mais aussi le TCP. C’est sous ce mode que l’on va par exemple relier avantageusement une CS2 ou CS3 à Rocrail®. Mais la MS2, pour les questions de positionnement dans la gamme déjà évoquées, n’est pas équipée de cette liaison.

Tout le protocole de communication CAN de Marklin® est public. Vous pouvez le consulter ici : cs2CAN-Protokoll-2_0 Voir également, au sujet de ce document, mon commentaire en bas de l’article (*).

Les ordinateurs « domestiques » en règle générale communiquent en WiFi, en Ethernet et en Série (USB). Mais pas en CAN malheureusement.

Le programme est avant tout une passerelle qui route les messages entrants en TCP vers le bus CAN et inversement.

Il est téléchargeable sur le Github de Locoduino

Dans le programme, vous devrez renseigner le nom de votre réseau WiFi et son mot de passe. Nous verrons cela un peu plus loin.

Si vous utilisez PlateformIO, vous pourrez téléverser alors le programme sans autre modification.

Sur l’IDE Arduino, vous devrez tout d’abord, renommer le fichier main.cpp avec un nom explicite pour vous, « marklin_cs2_can-gateway.ino » par exemple, en pensant bien à ajouter l’extension « .ino » à la place de ".cpp>.

Et si ce n’est pas déjà fait, installez la bibliothèque CAN pour ESP32 de Pierre Molinaro disponible sur Github

La bibliothèque WiFi @ 2.0.0 est disponible d’origine sur les deux IDE PlateformIO et Arduino et n’a donc pas besoin d’installation.

Quelques considérations générales sur le code :

Précision préliminaire importante :
 
Il est de règle sur Locoduino que l’on publie nos programmes (open source) et qu’on les commente pour que d’autres puisse s’en inspirer et/ou les modifier.
 
Mais vous pouvez tout à fait utiliser ce montage sans avoir compris ni même lu ce qui va suivre concernant le code !

Il faut comprendre que le système proposé n’est ni plus ni moins qu’une passerelle entre un réseau utilisant le protocole TCP et un bus CAN.

Il faut saluer l’efficacité de Marklin® dans la simplicité. Les messages sont tous de 13 bytes en entrée et de 13 bytes en sortie, quel que soit le sens de circulation. L’ordre des bits, (13 x 8 = 104 bits par messages) est le même en entrée et en sortie, c’est juste leur segmentation qui diffère entre une trame TCP et une trame CAN

Le travail consiste à lire les messages entrants, organiser leur segmentation et de le renvoyer sur l’autre réseau.

L’enjeu est de ne perdre aucun message !!! D’où la nécessité d’un programme qui travail vite et qui puisse traiter les tâches de réception et d’envoi en parallèle et non de manière séquentielle.

J’ai utilisé pour cela la programmation en tâches (task) disponible avec FreeRTOS, le système d’exploitation de l’ESP32. Nous avons quatre tâches principales qui s’exécutent concurrament :

CANReceiveTask : Réception des messages en provenance du bus CAN
TCPSendTask : Envoi des messages en TCP vers Rocrail®
TCPReceiveTask : Réception des messages TCP
CANSendTask : Envoi des messages sur le bus CAN

Les tâches s’échangent les messages au travers de deux "queues", files d’attente, dont l’objectif est de stocker les messages avant traitement dans le but de n’en perdre aucun. Ces files sont : canToTcpQueue et tcpToCanQueue

Le debug s’exécute également dans une tâche dédiée debugFrameTask avec une queue qui lui est propre debugQueue

Quelques zooms sur le code :

/*
   rocrail_CAN_TCP_GW

    Programme permettant le pilotage de locomotives à partir de Rocrail©
    et la mise a jour de la liste des locomotives en MFX en utilisant une liaison TCP (WiFi ou Ethernet).
*/

#define PROJECT "rocrail_can_tcp_gateway"
#define VERSION "1.0"
#define AUTHOR "Christophe BOBILLE - www.locoduino.org"

//----------------------------------------------------------------------------------------
//  Board Check
//----------------------------------------------------------------------------------------

#ifndef ARDUINO_ARCH_ESP32
#error "Select an ESP32 board"
#endif

//----------------------------------------------------------------------------------------
//   Include files
//----------------------------------------------------------------------------------------

#include <ACAN_ESP32.h> // https://github.com/pierremolinaro/acan-esp32.git
#include <Arduino.h>
#include <WiFi.h>
#include <freertos/FreeRTOS.h>
#include <freertos/task.h>
#include <freertos/queue.h>

//----------------------------------------------------------------------------------------
//  Debug serial
//----------------------------------------------------------------------------------------

#define debug Serial // (only for TCP connection)

Classiquement, nous trouvons en début de programmes les fichiers inclus, les déclarations et initialisations de variables globales, l’affectations des broches.

On remarquera l’inclusion des fichiers freertos

#define debug Serial signifie que l’on écrit dans le code debug.print("Hello") par exemple mais que la pré-compilation va substituer Serial en lieu et place de debug.

Personnellement, pour l’affichage de message série comme ceux du debug, j’utilise l’excellent utilitaire coolTerm

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Figure 9 - Exemple d’informations fournies par le debug dans une fenêtre de l’utilitaire CoolTerm
//----------------------------------------------------------------------------------------
//  CAN Desired Bit Rate
//----------------------------------------------------------------------------------------

static const uint32_t DESIRED_BIT_RATE = 250UL * 1000UL; // Marklin CAN baudrate = 250Kbit/s

La vitesse de communication sur le bus CAN est réglée à 250Kbp/s qui est le standard Marklin®

//----------------------------------------------------------------------------------------
//  Buffers  : Rocrail always send 13 bytes
//----------------------------------------------------------------------------------------

byte cBuffer[13]; // CAN buffer
byte sBuffer[13]; // Serial buffer

Nous déclarons deux tableaux de type byte pour Les buffers de réception, un pour les réceptions tcp, un pour le can.

//----------------------------------------------------------------------------------------
//  Marklin hash
//----------------------------------------------------------------------------------------

uint16_t rrHash; // for Rocrail hash

Nous déclarons également une variable sur 16 bits qui va contenir l’identifiant unique (ID) du logiciel Rocrail® en tant qu’équipement présent sur le bus CAN.

//----------------------------------------------------------------------------------------
//  TCP/WIFI-ETHERNET
//----------------------------------------------------------------------------------------

#include <WiFi.h>
const char *ssid = "*************";
const char *password = "*************";
const uint port = 15731;
const char *ip = "192.168.1.13"; // tcpbin.com's ip

Nous devons inclure la bibliothèque WiFi, renseigner le SSID de notre réseau WiFi domestique ainsi que le mot de passe d’accès à ce réseau.

Ici, j’ai donné une adresse ip « arbitraire » (192.168.1.13) mais cohérente par rapport à la table d’adresse de ma box. Cette adresse doit être la même que celle renseignée dans Rocrail®.

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Figure 10 - Paramètres TCP dans Rocrail®

Le port d’écoute du serveur sur l’ESP32 est 15731, port par défaut des CS2/CS3. Il peut être modifié si vous avez déjà des équipements qui l’utilisent.

WiFiServer server(port);
WiFiClient client;

Pour finir avec cette partie instances/déclarations, nous instancions un objet server de la classe WiFiServer pour que notre ESP32 se transforme en un serveur tcp et un objet client de la classe WiFiClient pour la connexion de Rocrail® à l’ESP32. Notez qu’il n’y a qu’une instance possible, n’autorisant ainsi qu’une seule connexion ce qui est à mon sens préférable pour cette utilisation précise.

//----------------------------------------------------------------------------------------
//  Queues
//----------------------------------------------------------------------------------------

QueueHandle_t canToTcpQueue;
QueueHandle_t tcpToCanQueue;
QueueHandle_t debugQueue; // Queue for debug messages

//----------------------------------------------------------------------------------------
//  Tasks
//----------------------------------------------------------------------------------------

void CANReceiveTask(void *pvParameters);
void TCPSendTask(void *pvParameters);
void TCPReceiveTask(void *pvParameters);
void CANSendTask(void *pvParameters);
void debugFrameTask(void *pvParameters); // Debug task

Et ici, nous avons les déclarations correspondant aux cinq tâches et aux queues évoquées plus haut.

Dans le setup(), nous trouvons tout d’abord le begin() du ports série, que nous avons nommé debug pour une meilleure lisibilité

//----------------------------------------------------------------------------------------
//   SETUP
//----------------------------------------------------------------------------------------

void setup()
{
  //--- Start serial
  debug.begin(115200); // For debug

  while (!debug)
  {
    debug.print(".");
    delay(200);
  }
  delay(100);

  debug.println("Start setup");

Nous avons ensuite dans le programme, la configuration du CAN,

ACAN_ESP32_Settings settings(DESIRED_BIT_RATE);
tout d’abord en renseignant le débit souhaité

  settings.mRxPin = GPIO_NUM_22; // Optional, default Rx pin is GPIO_NUM_5
  settings.mTxPin = GPIO_NUM_23; // Optional, default Tx pin is GPIO_NUM_4

... puis les broches utilisées. Attention, ma carte « universelle » utilise les broches 22 et 23 alors que traditionnellement, ce sont les broches 4 et 5 qui sont réservées pour la communication CAN.

const uint32_t errorCode = ACAN_ESP32::can.begin(settings);

et enfin on démarre une connexion.

 WiFi.begin(ssid, password);

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
  {
    delay(500);
    debug.print(".");
  }

  debug.println("");
  debug.println("WiFi connected.");
  debug.println("IP address: ");
  debug.println(WiFi.localIP());

  server.begin();

Viennent ensuite l’activation du WiFi et le lancement du serveur...

while (!client)   // listen for incoming clients
    client = server.available();

  // extract the Rocrail hash
  debug.printf("New Client Rocrail : 0x");
  if (client.connected()) {            // loop while the client's connected
    int16_t rb = 0;                    //!\ Do not change type int16_t
    while (rb != 13)
    {
      if (client.available()) // if there's bytes to read from the client,
        rb = client.readBytes(cBuffer, 13);
    }
    RrHash = ((cBuffer[2] << 8) | cBuffer[3]);

    debug.println(RrHash, HEX);

Nous profitons du setup pour lancer une action qui ne sera exécutée qu’une seule fois, à savoir le décodage du hash, identifiant unique de Rocrail® sur le bus CAN.

Le message de reconnaissance est le premier message envoyé par Rocrail® à l’occasion de son démarrage. Aussi, veillez-bien à ce que l’ESP32 soit déjà opérationnel avant d’ouvrir Rocrail®

Dans le protocole de communication CAN de Marklin®, l’ID de l’équipement est « contenu » dans les 16 bits de poids faible de l’identifiant long du message qui compte 29 bits. On obtient sa valeur par la lecture de deux octets avec un décalage de 8 bits pour le premier octet. RrHash = ((cBuffer[2] << 8) | cBuffer[3]);

while (!client) // listen for incoming clients
    client = server.available();

  // extract the Rocrail hash
  debug.printf("New Client Rocrail : 0x");
  if (client.connected())
  {                 // loop while the client's connected
    int16_t rb = 0; //!\ Do not change type int16_t See https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/communication/stream/streamreadbytes/
    while (rb != 13)
    {
      if (client.available()) // if there's bytes to read from the client,
        rb = client.readBytes(cBuffer, 13);
    }
    rrHash = ((cBuffer[2] << 8) | cBuffer[3]);
    debug.println(rrHash, HEX);

Ensuite, nous nous chargeons d’envoyer sans plus attendre ce message sur le bus CAN afin que tous les équipements raccordés aient connaissance de la présence de Rocrail®. C’est en effet l’une des spécificités du bus CAN particulièrement utile sur nos réseaux miniatures : TOUS les équipements CAN peuvent lire TOUS les messages circulants sur le bus et aucun message ne doit avoir de destinataire(s) « attitré(s) ». Mais on peut choisir, sur n’importe quel équipement, de « filtrer » tel(s) ou tel(s) expéditeur(s) ou telle ou telle commande (ou plage de commande).

   // --- register Rocrail on the CAN bus
    CANMessage frame;
    frame.id = (cBuffer[0] << 24) | (cBuffer[1] << 16) | rrHash;
    frame.ext = true;
    frame.len = cBuffer[4];
    for (byte i = 0; i < frame.len; i++)
      frame.data[i] = cBuffer[i + 5];
    const uint32_t ok = ACAN_ESP32::can.tryToSend(frame);

    debugFrame(&frame);

Puis à la fin du setup(), nous lançons l’exécution des tâches avec leurs paramètres spécifiques ainsi que pour les queues :

// Create queues
  canToTcpQueue = xQueueCreate(50, sizeof(CANMessage));
  tcpToCanQueue = xQueueCreate(50, 13 * sizeof(byte));
  debugQueue = xQueueCreate(50, sizeof(CANMessage));

  // Create tasks
  xTaskCreatePinnedToCore(CANReceiveTask, "CANReceiveTask", 2 * 1024, NULL, 3, NULL, 0); // priority 3 on core 0
  xTaskCreatePinnedToCore(TCPSendTask, "TCPSendTask", 2 * 1024, NULL, 5, NULL, 1);       // priority 5 on core 1
  xTaskCreatePinnedToCore(TCPReceiveTask, "TCPReceiveTask", 2 * 1024, NULL, 3, NULL, 1); // priority 3 on core 1
  xTaskCreatePinnedToCore(CANSendTask, "CANSendTask", 2 * 1024, NULL, 5, NULL, 0);       // priority 5 on core 0
  xTaskCreatePinnedToCore(debugFrameTask, "debugFrameTask", 2 * 1024, NULL, 1, NULL, 1); // debug task with priority 1 on core 1

Avec xTaskCreatePinnedToCore, je demande au système d’exécuter une tâche sur l’un ou l’autre cœur de l’ESP32. Je répartis ainsi le travail ce qui a pour conséquence d’améliorer significativement les performances globales. C’est la dernière valeur passée en paramètre de la fonction.

L’avant avant dernier paramètre est la priorité donnée à la tâche par rapport aux autres. Les tâches de réceptions ont une priorité "3" plus élevés que les tâches d’envoi "5". La tâche de debug est moins prioritaire avec un niveau 1.

Il n’y a rien à exécuter dans le loop() "traditionnel" puisque les tâches s’exécutant simultanément, ce sont chacune des loops ! Mais dans le framework Arduino, la présence de void loop() est obligatoire, même s’il n’y a rien à exécuter dedans.

Vous avez bien compris la répartition des tâches et leurs exécutions (quasi) simultanées. Détaillons la première et la plus simple : CANReceiveTask

//----------------------------------------------------------------------------------------
//   CANReceiveTask
//----------------------------------------------------------------------------------------

void CANReceiveTask(void *pvParameters)
{
  CANMessage frameIn;
  while (true)
  {
    if (ACAN_ESP32::can.receive(frameIn))
    {
      xQueueSend(canToTcpQueue, &frameIn, portMAX_DELAY);
      xQueueSend(debugQueue, &frameIn, 10); // send to debug queue
    }
    vTaskDelay(10 / portTICK_PERIOD_MS); // Avoid busy-waiting
  }
}

frameIn est une instance (objet créé) de la classe CANMessage. Cette instance est créée dans une partie de code qui n’est exécutée qu’une seule fois.

En effet, le loop de la fonction est exécuté à l’intérieur de la boucle while(true). En programmation, c’est un des moyens pour créer une boucle répétée sans fin, la condition true est par essence toujours vraie.

if (ACAN_ESP32::can.receive(frameIn)) nous indique que, si un message CAN est reçu, celui-ci sera placé dans la queue canToTcpQueue par la fonction xQueueSend()

La fonction TCPReceiveTask réalise la même opération mais cette fois pour les messages envoyés par le client (Rocrail®) à destination du serveur TCP de l’ESP32 ;

//----------------------------------------------------------------------------------------
//   TCPReceiveTask
//----------------------------------------------------------------------------------------

void TCPReceiveTask(void *pvParameters)
{
  while (true)
  {
    if (client.connected() && client.available())
    {
      if (client.readBytes(cBuffer, 13) == 13)
        xQueueSend(tcpToCanQueue, cBuffer, 10);
    }
    vTaskDelay(10 / portTICK_PERIOD_MS); // Avoid busy-waiting
  }
}

Concernant maintenant les tâches d’envoi, nous examinerons CANSendTask

byte buffer[13];Nous déclarons tout d’abord une fois pour toute un buffer "local" à 13 éléments. Souvenez vous, les trames TCP sont toujours de 13 bytes, une case de tableau donc pour chacun des octets.

Ensuite, au travers de la boucle sans fin, nous examinons s’il y a un (des) message(s) dans la queue. Dans l’affirmative, nous positionnons chacun des octets reçus à sa place dans l’identifiant du messages CAN mais aussi dans les datas par un jeu de ce que l’on appelle en informatique, la manipulation de bits !

En fin, vous l’avez compris, on expédie le message CAN sur le bus : ACAN_ESP32::can.tryToSend(frameOut);

//----------------------------------------------------------------------------------------
//   CANSendTask
//----------------------------------------------------------------------------------------

void CANSendTask(void *pvParameters)
{
  byte buffer[13];
  while (true)
  {
    if (xQueueReceive(tcpToCanQueue, buffer, portMAX_DELAY))
    {
      CANMessage frameOut;
      frameOut.id = (buffer[0] << 24) | (buffer[1] << 16) | rrHash;
      frameOut.ext = true;
      frameOut.len = buffer[4];
      for (byte i = 0; i < frameOut.len; i++)
        frameOut.data[i] = buffer[i + 5];

      const bool ok = ACAN_ESP32::can.tryToSend(frameOut);
      xQueueSend(debugQueue, &frameOut, 10); // send to debug queue
    }
  }
}

Pour TCPSendTask, vous vous en doutez, les choses sont très similaires :

//----------------------------------------------------------------------------------------
//   TCPSendTask
//----------------------------------------------------------------------------------------

void TCPSendTask(void *pvParameters)
{
  CANMessage frameIn;
  while (true)
  {
    if (xQueueReceive(canToTcpQueue, &frameIn, portMAX_DELAY))
    {
      // clear sBuffer
      memset(sBuffer, 0, sizeof(sBuffer));

      // debug.printf("CAN -> TCP\n\n");
      xQueueSend(debugQueue, &frameIn, 10); // send to debug queue

      sBuffer[0] = (frameIn.id & 0xFF000000) >> 24;
      sBuffer[1] = (frameIn.id & 0xFF0000) >> 16;
      sBuffer[2] = (frameIn.id & 0xFF00) >> 8; // hash
      sBuffer[3] = (frameIn.id & 0x00FF);      // hash
      sBuffer[4] = frameIn.len;
      for (byte i = 0; i < frameIn.len; i++)
        sBuffer[i + 5] = frameIn.data[i];

      client.write(sBuffer, 13);
    }
  }
}

Pour completer cette présentation, il nous faut regarder côté Rocrail® les réglages à opérer :

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Figure 11 - Ecran des propriétés de Rocrail® sous l’onglet "centrale"

1° - On crée une nouvelle centrale dans le menu « propriétés de Rocrail® » onglet « centrale » à l’aide du bouton « ajouter » en bas à gauche en ayant pris soin tout d’abord de sélectionner « mbus » dans le menu déroulant à gauche du bouton ajouter.

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Figure 12 - Les paramètres pour l’IP du serveur et pour le n0 de port dans Rocrail®

2° - Vous double-cliquez sur la ligne ainsi crée et vous choisissez TCP (si vous voulez communiquer sous ce mode) ou « CC-Schnitte » en communication série.

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Figure 14 - Le mode "Maître" ne doit pas être activé.

Notez que Rocrail® ne doit pas être paramétré en "Maître" mais en "Esclave".

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Figure 13 : Ne pas oublier d’affecter une centrale à la locomotive. Ici ESP_32_WIFI

Pour la reconnaissance MFX des locomotives sur les rails et l’incrémentation dans Rocrail®, il faut supprimer la locomotive dans la MS2 et poser la locomotive sur les rails. Quand la MS2 aura terminer sa reconnaissance, elle va diffuser par le bus CAN l’ensemble des données et Rocrail® va ainsi pouvoir l’enregistrer à son tour. Veillez bien à affecter une centrale à cet "objet locomotive" dans Rocrail® sinon tout sera perdu à la fermeture de Rocrail® et tout sera à recommencer.

Pour conclure :

Voilà donc un projet qui devrait intéresser la communauté du 3 rails, mais pas que, car cette « petite centrale » reconnait aussi le protocole DCC et donc le 2 rails.

Cela a été pour moi et continue à être un vrai bonheur de travailler sur le protocole CAN de Marklin®, tellement précis et performant.

Je regrette profondément pour la communauté du 3 Rails que Marklin® n’est pas « basculé » également en CAN son protocole S88 de rétro signalisation ce dont les utilisateurs se seraient délecté. Je comprends et respecte le sacro-saint principe de Marklin® de rétro opérabilité qui est tout à son honneur. Mais il y avait des solutions techniques pour combiner anciens et nouveaux système comme l’a démontré notre camarade Jean-Pierre CLAUDE dans ses articles « Une Passerelle entre le bus S88 et le bus CAN pour la rétro signalisation » et « La rétro-signalisation [S88] sur Arduino »

Ce sont des articles très rigoureux que je trouve passionnants et plein d’enseignements que je vous invite à lire ou à relire.

Mais pour Marklin®, la question ne devait pas être que technique !

Comme à l’habitude, n’hésitez pas à me questionner ou apporter des suggestions. Je répondrai volontiers aux deux.

Quelques liens pour aller plus loin si vous voulez approfondir le sujet :

https://wiki.rocrail.net/doku.php?i...
https://streaming.maerklin.de/publi...

(*) J’ai entamé une traduction pour les parties qui m’intéressaient, auxquelles j’ai ajouté des commentaires et des extraits de code en c++ pour pouvoir les mettre en œuvre. C’est un travail passionnant et enrichissant tant les choses sont bien faites chez Marklin® mais au combien chronophage au point que je ne terminerai sans doute jamais ce travail.

16 Messages

  • Bonjour bobyAndCo,

    Merci pour cet excellent article. Tout ce que vous évoquez là pour la MS2 Marklin, est-il utilisable pour sa petite sœur Trix ?

    Cordialement Yves2guilers

    Répondre

  • Bonjour,

    Merci pour l’appreciation sur l’article.

    Oui, ce qui est valable pour la centrale Marklin l’est aussi pour la Trix, ce sont exactement les mêmes produits.

    Christophe

    Répondre

  • Bonjour

    Je suis intéressé par Commander sa centrale Marklin MS2 en WiFi & partir de Rocrail, pourriez vous me dire ou trouvé la Carte "universelle" ESP32 avec son alimentation 5V/1A et son transceiver CAN MCP2562.
    Merci de votre réponse.

    Coordialement

    Répondre

  •  

    Bonjour,

     

    J’avais déjà mis les liens pour cette carte sur le forum mais effectivement tout le monde ne va pas chercher au fin fond du site pour trouver cela. Dès que je vais avoir un petit peu de temps je vais mettre à jour l’article avec ce qui est nécessaire (Gerber et BOM).

     

    Mais si vous ne voulez qu’une seule carte, le mieux est peut-être que je vous la fournisse toute prête. Voir la réponse que j’ai faite à une personne sur le forum 3Rails.

     

    Sinon, si vous voulez les éléments pour le faire vous-même, envoyez-moi un MP.

     

    Voici ma réponse à l’autre personne :

     

    Mais dans ton cas, surtout si une seule carte t’intéresse, au lieu de commander en Chine (mini commande 5) expliquer quel type exactement etc… et d’acheter tes composants (ESP32, MCP2562…) à droite et à gauche avec à chaque fois le port, je te propose de tout te fournir.
    Le PCB me revient à 1€ environ port compris
    L’ESP32 environ 10€ (je n’achète pas de clônes moins chers mais moins fiables)
    Le MCP2562 1 ou 2€
    Quelques diodes, leds, résistances, connecteurs, 1 à 2€
    Voilà, au max 15€
    Je n’ai pas compris dans le prix le convertisseur qui n’est pas utile si l’ESP est alimenté par le port USB
    Mais à terme, cette carte étant « universelle » tu voudras peut-être la poser dans un coin de ton réseau pour lui demander de faire des tâches automatiques. Il faudra alors le convertisseur. (2 à 3€)
    Donc si je t’adresse une carte complète avec le port, ça te revient à 24 – 25€
    Je peux même te la fournir composants soudés si tu veux ! Et là on est Plug & Play.
    Cette carte dite « universelle » fait plein de choses sur le bus CAN Marklin :
    • Par exemple un sniffer de trames CAN pour savoir si le bus fonctionne et ce qui circule
    • Dans la bibliothèque Railuino dont je viens de terminer la réécriture, j’ai introduit une fonction qui permet d’envoyer des commandes au réseau en saisissant simplement les infos dans un moniteur série comme celui de l’IDE d’Arduino du type – « power » 1 ou « power 0 » ou encore « speed 16391 200 » pour vitesse de la loco locID 16391 à 200 (sur 1000 chez Marklin) !!!
    • Et bien évidement remplacer une CC-Schnitte à 150-180€ !!!
    Donc des petits utilitaires bien pratiques pour qui veut comprendre et pouvoir agir au moins un minimum sur son layout !!!

    Répondre

  • Bonsoir

    Si je comprend bien vous pouvez me fournir la carte complète, prête a être utilisée avec Rocrail, je fais tourné entre 4 et 6 locos.
    Quel serait le prix total et es ce que je peux payer par virement bancaire.
    Merci de votre réponse.

    Corddialement

    Répondre

  •  

    Je t’ai dit 25€ port compris, je ne cherche pas à faire de marge. Mais il faudra attendre la fin du mois car je ne suis plus chez moi !

     

    Oui je peux même charger le programme pour peu que tu connaisses les adresses IP chez toi. Est-ce du type (courant) 192.168.1.xxx ou encore 192.168.0.xxx ?

     

    Pour les modalités, c’est à voir en MP.

     

    Christophe

    Répondre

  • RE

    OK pour l’adresse courant n°2 ,et ok pour la fin du mois. Tenez moi au courant.

    Pour le payement pouvez vous me donner votre adresse mail pour les mondialités.
    Merci pour tout pour le moment.
    Cordialement

    Répondre

  • Bonjour , bravo pour l’article !
    si mon allemand ne me trahit pas , le CAN de märklin sait transporter des trames S88 ; reste a savoir comment les injecter , et (surtout) comment les faire digérer par le gestionnaire

    Répondre

  •  

    Merci Marc pour ton appréciation.

     

    Ah le S88, il y a beaucoup à dire et à faire. C’est un bus dont la performance est loin de valoir celle du CAN. Jusqu’à l’utilisation des liaisons en câbles Ethernet RJ45, ce bus était par ailleurs très sensible aux perturbations de toutes sortes que l’on trouve sur un réseau de modélisme ferroviaire.

     

    Mais il faut distinguer plusieurs choses :

    • Le bus S88 est un bus série. Le protocole de ce bus est spécifique. En gros, un décodeur (K83, K84) dispose d’une adresse sur le bus (4 par exemple) et chaque E/S du décodeur (16 en générale) dispose également d’un numéro qui lui est propre. Ce qui donne une adresse de type 4 :16 à cette E/S. On ajoute l’état binaire de l’E/S 0 ou 1 et adresse et état circulent sur ce bus série avec un timing bien précis. Le fonctionnement de ce protocole est très simple mais peu performant.

       

    • Mais aujourd’hui Marklin a également introduit un protocole de communication avec les accessoires qui est très similaire à ce qui existe pour les accessoires commandés en DCC via des décodeurs d’accessoires DCC. D’ailleurs Marklin utilise pour communiquer avec ses accessoires le protocole MFX mais propose aussi le DCC !!! La communication peut se faire par la voie (comme en DCC) ou au travers d’une liaison dédiée.

     

    Le bus S88 traditionnel laisse donc progressivement la place au protocole MFX (et/ou DCC) pour la commande d’accessoires chez Marklin et là c’est une autre histoire.

     

    Mais pas de CAN là-dedans. Pour le S88, faire transiter les trames via un bus CAN n’est pas très compliqué. C’est ce que nous a expliqué Jean-Pierre CLAUDE dans les articles dont j’ai donné les liens. En gros, des passerelles S88->CAN, puis CAN->S88 au niveau de la centrale. C’est simple et ça fonctionne plutôt bien.

     

    Personnellement, je défends en 3R comme on le fait en 2R, de disposer d’un bus CAN dédié pour tout ce qui est rétro signalisation et commande d’accessoires, comme on le fait par exemple avec les satellites v1. Au niveau de la centrale, on créé des passerelles (comme ce que je présente dans l’article) et le tour est joué.

     

    Mais comme rien n’est compatible avec l’existant, j’ai bien peur que peu de modélistes aient l’envie de tout remettre en cause.

     

    Christophe

    Répondre

  •  

    Bonjour Marc,

     

    Concernant l’ECOS, c’est en effet ce que je lis sur divers forums que ce serait une vraie usine à gaz.

     

    Je voudrais qu’il n’y ait pas de confusion quand tu dis « dès qu’on dispose du protocole du CAN, comme celui de Märklin »

     

    En effet, il n’y a pas de protocole CAN chez Marklin pour ce qui concerne la rétrosignalisation !!! et la commande des accessoires comme les aiguilles, les feux etc..

     

    Comme je l’ai déjà dit plus haut, le bus originel chez Marklin pour la rétro et les commandes est le S88, un bus série et donc un protocole série et spécifique à Marklin mais repris par de nombreux constructeurs.

     

    Puis Marklin a progressivement introduit les commandes « intelligentes » de certains appareils comme les aiguilles sur le même principe que les décodeurs d’accessoires en DCC. Sauf que chez Marklin, c’est le protocole MFX, le protocole de voie, qui est utilisé comme le DCC est le protocole de voie en 2R.

     

    Selon moi, si l’on veut un système de commande d’accessoires et de rétro signalisation performant, il faut se créer sa propre infrastructure reposant sur un bus CAN et donc un protocole CAN.

     

    L’ECOS comme les logiciels de gestion de réseaux comme Rocrail, JMRI et tous les autres savent communiquer en CAN pour cela. D’autres constructeurs que Marklin comme Zimo par exemple, utilisent un protocole CAN qui souvent leur est propre mais il n’est pas très difficile de l’adapter.

     

    Les satellites tels que les v1 de Locoduino sont sur le principe très bien adaptés pour cela. Il faut juste réécrire le code mais ce n’est pas de loin le plus compliqué.

     

    Christophe

    Répondre

  • "En effet, il n’y a pas de protocole CAN chez Marklin pour ce qui concerne la rétrosignalisation !!! et la commande des accessoires comme les aiguilles, les feux etc.."
    Bonjour Christophe ,
    je n’ai certes pas tout compris , mais la lecture des paragraphes 4 et 5 , du protocole CAN dont tu as donné le lien , m’a fait espérer l’inverse ?

    Répondre

  •  

    Bonjour Marc,

     

    je ne vois pas à quels paragraphes 4 et 5 tu fais référence mais je confirme et je réitère que Marklin n’utilise pas de bus CAN (je parle donc d’infrastructures) ni de protocole CAN (je parle d’organisation des messages) ni pour la rétro signalisation ni pour la commande d’accessoires !!!

     

    Contrairement bien sûr à la traction et les commandes associées (ON / OFF de la centrale etc..)

     

    Et c’est sans doute bien dommage mais c’est ainsi.

     

    Pis selon moi, Marklin propose comme une évolution, des décodeurs d’accessoires (couteux) comme il en existe en DCC mais en MFX cette fois. Procédé que je dénonce depuis longtemps en DCC et donc en MFX également qui n’a pour effet que de venir encombrer un peu plus un bus (les rails) qui l’est déjà beaucoup et qui est peu rapide.

     

    Comme j’aime bien les défis et les nouveaux terrains d’aventure, je me suis pris au jeu de travailler sur un bus CAN qui associe le S88 pour une intégration maximale, mais aussi parce qu’il y a du bon dans les deux. Je vais sans doute communiquer sur les grandes lignes rapidement maintenant que j’ai levé ce petit bout de voile, mais aussi parce que je vais avoir une approche très pragmatique où les choses seront présentées crescendo. De petites applications simples au départ, avec des tests pour se familiariser avec la technique et assimiler les concepts et les principes pour ensuite évoluer vers des infrastructures complexes.

     

    De cette manière, je souhaite aussi obtenir de la part des utilisateurs leurs attentes et leurs retours d’expérience. Donc si tu es intéressé, ce serait avec grand plaisir. Cela permettra aussi de lever quelques bugs présents sur l’ECOS (au moins les anciennes versions) pour lire certaines trames S88 !!!

     

    A suivre donc !

    Répondre

  • 4 Zubehör-Befehle.....................................................37
    4.1 Befehl : Zubehör Schalten ............................................................37
    5 Rückmeldungen ........................................................... 38
    5.1 Befehl : S88 Polling.....................................................39
    5.2 Befehl : Rückmelde Event.......................................................40

    Répondre

  •  

    Ok, je vois de quoi tu parles.

     

    Il existe en effet des commandes de messageries au "format" CAN mais ce sont des commandes envoyées en CAN depuis une centrale par exemple, à ce que l’on appelle chez Marklin la Geilsbox (la boite de voie) ou à une passerelle CAN /S88, typiquement ce que je propose de faire en DIY.

     

    Mais comme je le disais, le bus de transmission n’est jamais du CAN.

     

    Pour le §4, il s’agit de commandes CAN qui sont converties en messages MFX puis envoyées sur la voie. C’est exactement l’équivalent d’une commande d’accessoire en DCC. Voici par exemple un décodeur d’aiguille fonctionnant avec des commandes MFX prises sur la voie : https://www.marklin.fr/produits/det...

     

    Le bus ici est constitué par les rails, le protocole de messagerie, le codage des trames MFX.

     

    Pour le §5, ce sont toujours des commandes CAN bien sûr mais qui doivent à un moment ou à un autre être convertis au protocole S88. Dans le cas d’une CS2 / CS3, ce processus est interne, mais le bus en S88.

     

    Pour une MS2, on ajoutera une passerelle. Le projet « CAN-digital-Bahn » est l’un des plus connus pour ses passerelles et qui sont vendues le prix de leur poids en or : https://www.can-digital-bahn.com/mo...

     

    Là aussi, ces passerelles vont faire la conversion CAN -> S88 ou l’inverse.

     

    Je vais ouvrir bientôt un sujet sur le forum à ce propos car sur cette page on déborde largement du sujet initial.

     

    Christophe

    Répondre

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