Skuggbangårdens styrsystem

Själva styrsystemet inklusive ett webbgränssnitt till skuggbangården är numera på plats. Min Raspberry Pi används både som webserver och som huvudcontroller till det USB-anslutna Arduino-kortet, som i sin tur ställer reläerna till växlarna och spåren samt skickar tillbaka information om vilka spår som är upptagna och vilka som är lediga.

 Stora reläkortet med de blåa kablarna och totalt 16 reläer uppe till vänster på bilden används för att styra växlarna. Det lite mindre med röda kablar och 8 reläer nedanför styr strömmen till de 7 spåren. Det lite ensamma reläet är min huvudströmbrytare som slår på eller av all ström till loken för hela skuggbangården. Det kan till exempel användas som nödstopp ifall man vill stoppa ett eller flera tåg oberoende på var de befinner sig. Det lilla kortet längst nere till höger är egentligen bara en strömfördelare.

Det mest spännande kortet, i mitten, består av 2 stycken 16-kanal multiplexer (74HC4067), ett 8-bitars skiftregister (74HC595), en Arduino Nano samt några motstånd och kopplingstrådar. Jag har använd mig av både multiplexer och 74HC595 dels för att lära mig båda teknikerna och dels för att de har sina för och nackdelar. Ena multiplexer används för att styra reläerna till växlarna och det andra för att kunna koppla in upp till 16 analoga sensorer/värden (0-5V) till en analog ingång. 8-bitars skiftregistrer styr reläerna till spåren. Nackdelen med multiplexern jämfört med skiftregistret är att de kräver fler digitala utgånger från Arduinon samt att bara ett relä kan vara aktiv åt gången. Med skiftregistret kan flera reläer vara aktiva samtidigt, vilket är trevligt om man vill sätta på eller stänga av elen till flera spår oberoende av varandra. När det gäller växlarna så är det fullt tillräckligt att bara kunna styra ett relä åt gången. För att styra en växel slår jag på ett relä, väntar 100ms, och stänger sedan av reläet igen. 100ms är mer än tillräcklig med tid för växlarna att reagera och växla enligt önskemål.

Planeringen av skuggbangården

Jag tänker bygga anläggningen från det lägsta nivån uppåt. Det betyder att det första som ska byggas och utvecklas är skuggbangården under anläggningen. Denna förvaringsplats för tåg kommer ha 7 stycken spår. På grund av platsbristen kommer det inte vara 7 parallella spår utan först 4 parallella och sedan 3 parallella.

De röd markerade växlarna kommer vara elstyrda och den icke-markerade växlarna kommer vara handväxlar. Det är bara de elstyrda växlarna som måste kunna styras i normal drift. De gröna siffrorna är spårnumreringen.

Jag kommer inte använda mig av några ställpult för att styra växlarna eller elen i spåren utan en för skuggbangården dedikerat Arduino Nano kommer vara ansvarig för detta. Denna Arduino kommer kopplas med USB till huvudstyrenheten, min Raspberry Pi. Arduinon kommer i sin tur styra reläer, som är kopplade till spåren och växlarna. Totalt kommer det behövas 2×7=14 reläer till växlarna samt 7 stycken till spåren. Det finns färdiga reläkort med 1, 2, 4, 8 och 16 stycken reläer att köpa och jag ska använda ett med 8 och ett med 16 stycken reläer. På bilden nedan syns ett kort med 16 stycken reläer: