Typowe trudności przy projektowaniu sterowania makietą

przez

Z tego postu dowiesz się:

  • Jak po kolei ustalić czego w ogóle potrzebujesz?
  • Jak można rozwiązać typowe trudności?
  • Co warto wziąć pod uwagę?

Zanim zaczniesz – ustal ogólny cel

W pierwszym kroku musimy ustalić jaki jest Twój cel. Zastanów się…

  • Dla kogo tworzysz makietę?
  • Kto będzie ją obsługiwał?
  • Jakie jest jest przeznaczeni?

Dzięki temu określimy co chcesz osiągnąć, co stanowi ograniczenia, a dopiero potem ustalimy jak to zrobić. Wiem, że to trudne gdy dopiero wchodzi się w temat, nie zna się dokładnie swoich potrzeb czy dostępnych możliwości. Dlatego na początek można przyjąć go dość ogólnie założenie. Przykładowo:

Moim celem jest wykonanie sterowania makietą którą będę mógł bawić się sam lub ze starszym dzieckiem. Chcę aby sterowanie uwzględniało zależności.

A o szczegóły będziemy się martwić po drodze.

Sprawdź co Cię ogranicza

Nie oszukujmy się – każdy projekt ma swoje ograniczenia. Zastanów się, które z tych najczęstszych mogą dotyczyć także Twojego projektu:

Niektóre z powyższych warto rozważyć już na początku, bo nic tak nie obniża morale jak rozgrzebany wieloletni projekt i poczucie braku postępów.

Jeśli na Twoje liście ograniczeń jest pusto, może po prostu przejść dalej.

Niski budżet

W tym przypadku jest całkiem sporo opcji, choć każda z nich to pewnym sensie kompromis.
Warto rozważyć na przykład:

  • rozłożenie realizacji w czasie – przy makiecie zawsze jest co robić, Możesz robić przerwy, w czasie których zajmiesz się fizycznym wykonywaniem pewnych czynności i systematycznie uzupełniać potrzebne elementy
  • ograniczenie skali projektu, jeśli już na tym etapie widać, że całość może być trudna do skończenia na takim poziomie, który da Ci poczucie satysfakcji;
  • ograniczenie wymagań – może nie koniecznie potrzebujesz aż tak kompleksowych rozwiązań? Możesz też dobrać rozwiązanie które pozwoli Ci rozbudowywać je etapami.
  • współpraca, na przykład w ramach klubu – to ciągle rzadko rozważana opcja, bo jednak wiele osób chce realizować swój projekt na swoich warunkach. Tu jednak w zamian otrzymujemy wsparcie innych osób.

Nie wiem czego mi potrzeba

To wbrew pozorom dość proste. Do realizacji tak postawionego celu, potrzebne jest skompletowanie elementów, które pozwolą realizować potrzebne funkcje (w kolejności od tych najbardziej podstawowych):

  • przekładać zwrotnice rozjazdy i informować o ich pozycji
  • podawać sygnały do jazdy i informować o aktualnie podawanym sygnale
  • móc zabezpieczać ułożone drogi przebiegu i znać ich stan
  • znać stan zajętości torów i reagować na jego zmiany
  • reagować na sytuacje wyjątkowe
  • kontrolować inne urządzenia i mieć wgląd w ich stan
  • prowadzić ruch pociągów z sąsiednimi posterunkami

Początkowo, aby się bawić, wystarczy sama możliwość przekładania zwrotnic. Nawet gdyby projekt zatrzymał się na tym etapie, nadal będziesz mógł prowadzić ruch pociągów. Dobierając odpowiednie rozwiązanie, możesz stopniowo podnosić funkcjonalność swojego systemu sterowania na coraz wyższe poziomy.

Teraz, zależne od tego jakie masz oczekiwania, możesz zacząć dobierać rozwiązania:

  • tymczasowe, które wymienisz na późniejszym etapie prac;
  • najprostsze, jak to, które da Ci efekt niskim kosztem;
  • kompleksowe jak to, które pozwoli Ci na pełną kontrolę nad sytuacją.

Jeden z moich projektów otrzymał w początkowej fazie pulpit wykonany z pudełka po butach, wyposażonego w 5 przełączników. Takie rozwiązanie pozwoliło w jeden wieczór “ograć” temat sterowania napędami rozjazdów. Dopiero po prawie dwóch latach został zastąpiony innym, który dawał informację zwrotną i ułożeniu zwrotnic, pozwalał na sterowanie semaforami. I też nie był jeszcze kompletny.

Nie wiem jak się za to zabrać

Zakładam, że wiesz już co chcesz zbudować, a teraz przygotowujesz się do realizacji. Spróbuj zacząć od kilku podstawowych kroków, które pozwolą Ci iść dalej, w miarę jak będziesz upewniać się co do tego, czy to dobry kierunek.

Dobranie sposobu sterowania warto będzie zrobić w kilku krokach. Zacznij od najprostszego planu schematycznego, czyli układu torów. To nie ma być projekt wykonawczy. Zrób prosty szkic. Bez detali.

Nie przywiązuj na początku uwagi do szczegółów. Gwarantuję Ci, że przerysujesz go jeszcze kilkadziesiąt razy. Dlatego też na tym etapie nie warto jeszcze korzystać z narzędzi cyfrowych, aby nie skupiać się na nieistotnych detalach jak zastosowanie odpowiednich odcinków torów czy skosy rozjazdów. To nie ten etap i nie ten rodzaj projektowania. Dopiero potem przygotuj go w większym formacie, bo będzie on służył nanoszeniu kolejnych porcji informacji, takich jak:

  • przeznaczenie torów
  • rozmieszczenie sygnalizatorów
  • numeracja torów, rozjazdów i sygnalizatorów
  • podział na logiczne odcinki torowe (czyli jak byłoby to w rzeczywistości)
  • podział na fizyczne odcinki torowe (czyli jak to będzie w przypadku makiety)

Jeśli zastanawiasz się teraz po co Ci takie informacje, zerknij przy okazji na ten wpis o projektowaniu sygnalizacji. Nie musisz go od razu wdrażać, ale warto wiedzieć co jest jednym z etapów pracy.

Mimo, że oglądając zdjęcia makiet, może wydawać się, że gdzieś “po prostu” stoi jakiś semafor, to tak nie jest. Tutaj wiele rzeczy jest ze sobą ściśle powiązanych. Każda z zebranych informacji pozwoli Ci ustalić kolejne. Większość z nich da się symbolicznie oznaczyć na planie schematycznym.

Nie wiem na co się zdecydować

W kwestii funkcjonalności jest kilka poziomów do których można dążyć:

Ręczne sterowanie – w pełni samodzielnie operujemy urządzeniami na poziomie włączania urządzeń w konkretny sposób, np. stosując elektromagnetyczne napędy zwrotnic trzeba przekładać je pilnując, aby impuls sterujący nie był zbyt długi i nie uszkodził napędu. Sami sprawdzamy, czy rozjazd się przełożył w oczekiwaną pozycję, a także wzrokowo sprawdzamy, czy nie stoi na mi jakiś tabor. Jest to zdecydowanie najtańsze możliwe rozwiązanie, pomijając te oparte ona mechanicznej obsłudze niektórych urządzeń. Obecnie, w przypadku niektórych napędów zwrotnic, mają one dobrze przemyślaną konstrukcję i dokładna obsługa nie jest konieczna.

Ręczne sterowanie z kontrolą stanu – podobnie jak wcześniej, sami zajmujemy się techniczną obsługa urządzeń, natomiast mamy już informacje zwrotne o ich aktualnym stanie. Zobacz przykład

Kontrola poprzez sterownik – technicznie sterowaniem urządzeniami zajmuje się dedykowany sterownik dopasowany do naszych urządzeń. Jako obsługa wydajemy mu odpowiednie polecenia oraz otrzymujemy informację zwrotną o stanie urządzeń. Nadal jednak to obsługa decyduje czy, kiedy i jakie polecenie trzeba wydać. Zobacz przykład

System zależnościowy – wyższy poziom kontroli, gdzie stan urządzeń jest monitorowany i wzajemnie uzależniony. Tutaj obsługa operuje wydając polecenia związane tylko z samym prowadzeniem ruchu. Wydawanie szczegółowych poleceń sterownikom odbywa się samoczynnie, pod wpływem poleceń obsługi. Dodatkowo stan urządzeń aktualizowany jest na bieżąco, a wydawanie poleceń jest możliwe tylko wówczas gdy są spełnione odpowiednie warunki. Zobacz przykład

W pełni automatyczny – wyższy poziom kontroli, gdzie polecenia do sterowników lub dekoderów wydawane są w oparciu o ustalone trasy przejazdów pociągów.

O tym dlaczego warto kierować się w wyższe poziomy funkcjonalności, możesz przeczytać lub obejrzeć tutaj

Nie zrobię tego wszystkiego samodzielnie

Jeśli to kwestia wiedzy czy doświadczenia, możesz zdobywać je w trakcie, chociażby korzystając z wideo tutoriali i ćwiczeń na próbnych fragmentach makiety.

Wyjściem z tej sytuacji może być też współpraca w ramach lokalnego klubu modelarskiego lub zawiązanie współpracy na potrzeby tego konkretnego projektu.

Jeśli chcesz działać solo, zachęcam Cię do sprawdzenia, czy i jak możemy Ci pomóc.

Dobierz rozwiązanie, które pasuje do potrzeb i możliwości

“Słonia je się po kawałku”, dlatego zaczniemy od początku i spróbujemy kolejno dobrać takie rozwiązanie, które będzie dla Ciebie odpowiednie.

Oto kilka rzeczy które warto przemyśleć:

  • kto będzie wykonywał sterowanie? Będziesz to robić samodzielnie czy ktoś Ci pomoże?
  • ile masz czasu? To luźny projekt na długie lata czy “na wczoraj”?
  • czy musisz zrobić wszystko od razu czy możesz stopniowo kompletować sprzęt?
  • czy urządzenia takie jak sterowniki zamontujesz pod makietą czy w pulpicie?
  • w jaki sposób będziesz łączyć makietę z pulpitem lub laptopem?
  • jaki sposób sterowania preferujesz? Przyciski i kontrolki, laptop, tablet, telefon, myszka?
  • do jakiego poziomu funkcjonalności dążysz?
  • czy makieta wymaga zastosowania sygnalizacji? Jeśli tak to jakiej?
  • czy mój projekt wymaga detekcji niezajętości odcinków?

Przykładowo może to wyglądać tak:

  • Mój projekt będzie rozłożony na dłuższy czas;
  • Sterowanie zrealizuję samodzielnie;
  • Makieta przedstawia stację kolejową wyposażoną w sygnalizację świetlną;
  • Makieta będzie podzielona na segmenty;
  • Sprzęt będę kompletować po trochu, zaczynając od napędów rozjazdów;
  • Wszelkie sterowniki będę montował bezpośrednio pod makietą;
  • Sterowanie będzie odbywało się z fizycznego pulpitu;
  • Segmenty makiety będą komunikowały się ze sobą poprzez jeden przewód. Podobnie pomiędzy makietą a pulpitem;
  • Aby zrealizować pełny system zależnościowy, makieta będzie wyposażona w detekcje niezajętości odcinków. W tym celu zastosowane zostaną odcinki izolowane. Detektory zostaną dodane na późniejszym etapie.
  • W pierwszej fazie makieta będzie sterowana ręcznie, aby umożliwić sprawdzenie wszystkich połączeń i prostą zabawę. Docelowo sterowanie ma być oparte o system zależnościowy;

To tylko przykład, ale można na jego podstawie spróbować przejść kolejne kroki projektowe.

PRZERWA ✋
Ten wpis nie jest jeszcze w pełni gotowy. On też powstaje po kawałku, może jeszcze zawierać błędy i literówki, ale nawet w takiej formie może się już komuś przydać 😉

W między czasie zachęcam Cię do zerknięcia na materiały z działów Projektowanie i Baza Wiedzy: