Cartes 4 relais bistables : contact simple ou mode inverseur

Vous trouverez ici les fichiers PCB au format Gerber permettant de fabriquer une carte 4 relais bistables, pensée pour les applications de commande en modélisme ferroviaire (aiguillages, accessoires, signaux, etc.).

L’objectif : proposer une base matérielle fiable, reproductible et simple à fabriquer, compatible avec une intégration dans un système de commande avec une carte Arduino.

Le téléchargement met à disposition :

• Les fichiers Gerber prêts à envoyer chez un fabricant de PCB
• Le fichier de perçage (Excellon)
• La sérigraphie, contours, couches cuivre, masque de soudure…

Les fichiers Gerber constituent le format standard utilisé par les fabricants de circuits imprimés : ils peuvent être transmis directement à des sites spécialisés de fabrication de PCB afin de lancer la production de votre carte.

2 cartes 4 relais bistables : deux modes de raccordement possibles

Les cartes sont conçues pour proposer deux logiques de sortie, selon votre besoin :

1) Contact simple

Utilisation d’un contact “marche/arrêt” (ou “position A / position B” selon votre câblage en aval).
Idéal quand le relais sert uniquement à établir/couper un circuit, ou à envoyer une information simple.

2) Mode inverseur (câblage)

Possibilité de câbler les contacts pour obtenir un comportement inverseur de courant utile pour la commande d'aiguillage avec ces moteurs lents.

À savoir avant fabrication

• Les fichiers fournis sont au format Gerber : ils permettent de fabriquer la carte, mais ne constituent pas un produit assemblé.
• L’assemblage (soudures, connectique, relais, borniers, etc.) dépendra de votre configuration et de vos composants.
• Selon les relais et l’usage, prévoyez une attention particulière au choix des borniers et aux sections de fils.

Forum-passionnement.eu est un forum francophone dédié au modélisme ferroviaire et aux techniques associées, avec une forte activité autour du train miniature (H0, H0e, N, ...) et des outils modernes comme Arduino, Fusion 360 et l’impression 3D.

La base du projet utilise une carte Arduino Mega.

Le protocole XpressNet est un bus de commande utilisé par les centrales Lenz, Hornby, OpenDCC, Paco Canada, ZTC Controls, Viessmann, et Roco.

La souris esclave est compatible avec les centrales Roco 10761, 10764, z21, Z21, Viessmann Commander,… : il est nécessaire de disposer d’une souris en maître avec une centrale Roco.

Modèle reproduisant un poste d’aiguillage typique en briques rouges, tel qu’on en trouvait dans de nombreuses gares et triages ferroviaires.

Avec sa petite architecture caractéristique et ses murs en briques, il apporte une touche authentique et de réaliste.

Auteur : LT

Le fichier ZIP comprend les fichiers DXF et pour le logiciel Lightburn pour la découpe laser.

Reproduction d’un petit abri voyageurs typique des gares de campagne. Un modèle pour équiper les quais et apporter plus de réalisme au réseau ferroviaire.

Libre d’ajouter des finitions personnelles : peinture, patine, vitrage ou affiches pour donner vie au décor.

Auteur : LT

Le fichier ZIP comprend les fichiers DXF et pour le logiciel Lightburn pour la découpe laser.

Présentation générale

Ce programme permet de réaliser le paramétrage complet d'une carte Arduino UNO ou Nano via une simple connexion par port USB. Il est conçu pour gérer de manière précise deux bandeaux de LED WS2812, idéalement utilisés pour l'éclairage d'ambiance de bâtiments de maquettes ferroviaires ou pour toute autre application de décoration miniature.

Les commandes peuvent être effectuées soit à l'aide de boutons à levier connectés à la carte, soit par l'intermédiaire d'une centrale digitale DCC. Le programme propose une interface permettant de configurer facilement les couleurs RVB ainsi que les adresses DCC associées à chaque LED.

Caractéristiques techniques

• Contrôle d'un bandeau WS2812 à l'aide d'un seul fil de données, qui simplifie grandement les installations tout en permettant de conserver une excellente fiabilité du signal, en plus de l'alimentation standard en 5 Volts indispensable au fonctionnement des LED ;
• Les LED sont connectées en série, une architecture qui garantit non seulement une installation rapide et efficace, mais aussi une synchronisation parfaite des animations lumineuses entre chaque LED ;
• Le nombre de LED est limité à 30 unités pour ce projet spécifique, cette contrainte étant directement liée à la capacité de stockage de la mémoire EEPROM de l'Arduino ; laquelle enregistre les paramètres personnalisés de chaque LED, incluant leurs couleurs et leurs adresses DCC. Ce choix garantit un équilibre optimal entre fonctionnalité, stabilité et simplicité d'utilisation pour des maquettes et installations fiables dans le temps.

Fonctionnalités principales

• Gestion du mode aléatoire pour chaque bandeau de LED de manière indépendante ;
• Réglage global de l'intensité lumineuse pour harmoniser l'éclairage sur les deux bandeaux ;
• Activation d'étonnants effets lumineux tels que l'effet TV, l'effet Soudure ou encore l'effet Feu, pour un réalisme saisissant.

Configuration de l'application

L'application propose une interface de paramétrage intuitive pour :

• Définir précisément le nombre de LED sur chacun des bandeaux n°1 et n°2 ;
• Spécifier le nombre de LED qui seront utilisées spécialement pour les effets lumineux ;
• Configurer individuellement les valeurs RVB de chaque LED pour des scénarios personnalisés ;
• Attribuer des adresses DCC aux LED ainsi qu'à des commandes spécifiques pour contrôler les effets.

Visualisation et interface utilisateur

• Affichage en temps réel de la couleur de chaque LED en fonction des valeurs RVB programmées ;
• Facilite les ajustements avant l'envoi des données à la carte Arduino.

Astuce pratique :

• Lorsque le fichier exécutable EXE est lancé, il suffit d'appuyer sur la touche "C" pour déclencher l'affichage de l'interface complète de configuration ;
• Cette fonctionnalité est utilisable même si la carte Arduino n'est pas connectée, permettant ainsi de visualiser l'ensemble des réglages possibles à l'avance pour préparer ou tester une configuration avant de la transférer dans le matériel.

Les modifications réalisées sont automatiquement sauvegardées dans la mémoire EEPROM de la carte Arduino dès qu'une connexion est établie.

Commandes physiques par interrupteurs à levier

Pour un contrôle physique direct, le montage prévoit la connexion d'interrupteurs à levier aux entrées analogiques de l'Arduino :

Compatibilité matérielle

Ce projet est basé sur le même circuit électronique que celui utilisé pour plusieurs autres projets comme la commande de servomoteurs et la gestion du lecteur MP3 développés par la section modélisme de l'UAICF Nevers Vauzelles

Cults3D est une plateforme de téléchargement et de vente de fichiers STL pour l'impression 3D, proposant des modèles gratuits et payants créés par des designers du monde entier. Elle couvre une large gamme de catégories, y compris le modélisme ferroviaire.

Mito3D est un moteur de recherche spécialisé dans les modèles 3D destinés à l'impression, regroupant des fichiers STL gratuits et payants issus de différentes plateformes. Il permet de trouver rapidement des modèles adaptés à divers besoins, dont le modélisme ferroviaire.

MakerWorld est une plateforme de partage et de téléchargement de modèles 3D, principalement destinée à l'impression 3D, développée par Creality.

Elle propose une large bibliothèque de fichiers STL notamment gratuits, ainsi que des outils communautaires pour les créateurs.

Une recherche avec les mots clefs "Locomotive" ou "Train" ou "HO" pour trouver des fichiers dédiés au modélisme ferroviaire.

Fichier du programme Arduino pour réaliser un banc d'essai pour une centrale DCC++.

Le projet met en œuvre 2 cartes Arduino UNO et MEGA.

Le banc d'essai permet de lire et de programmer de manière autonome les CV des locomotives.

Tutoriel PDF pour réaliser le banc d'essai DCC++

Le projet met en œuvre 2 cartes Arduino UNO et MEGA.

Le banc d'essai permet de lire et de programmer de manière autonome les CV des locomotives.

Le dossier comprend les fichiers source Arduino et aussi les fichiers pour réaliser le boitier de la centrale digitale à l'aide d'une découpeuse laser dans du bois de 5 mm (boitier + support pour voie de programmation).

Fichiers source pour la réalisation d'un hub pour connecter jusqu'à 5 souris ou TCO utilisant le bus XpressNet.

Le fichier ZIP comprend les fichiers au format GERBER pour faire fabriquer directement les circuits imprimés.

Le fichier ZIP comprend aussi la platine pour relier une seule souris : elle est utilisée pour déporter la prise pour les souris et TCO conçues par l’UAICF Nevers-Vauzelles.

La réalisation de ce projet nécessite la programmation d’un microcontrôleur PIC.

Ce kit a été testé avec une centrale Roco 10764, une centrale Digikeijs DR5000, une centrale Viessmann Commander 5300 et une centrale NanoX (Projet Paco Canada).

Le projet décrit la gestion de l'inversion du sens de marche d'un pont tournant ou d'une boucle de retournement avec une alimentation digitale uniquement.

Pour mémoire, ce projet est issu d’un sujet d’un bac Technologique en 2007 : le thème retenu par une classe était la reproduction d’une commande numérique DCC issue de l’entreprise ROCO, en respectant un cahier des charges précis dont la norme DCC NMRA.

La réalisation de ce projet nécessite la programmation d’un microcontrôleur PIC.

Ce kit a été testé avec une centrale Roco 10764, une centrale Digikeijs DR5000, une centrale Viessmann Commander 5300 et une centrale NanoX (Projet Paco Canada).

Le CV8 (ou Configuration Variable) a 2 fonctions :

• Identification du fabricant
• Réinitialisation d’usine pour certains décodeurs (n'efface par les sons pour un décodeur sonore)

Avec les décodeurs DCC, il est possible de configurer une « unité multiple » (UM) qui est un couplage de locomotives dirigées par un seul conducteur.
Activer la fonction UM, permet de commander 2 ou plusieurs locomotives avec la même adresse = Attribuer l’adresse de l’UM au CV19

Fichiers DXF pour réaliser un plan de travail pour assembler des maquettes

Le plan peut être découper dans un matériau comme du plexiglass pour faciliter le nettoyage lors de l'utilisation de colles

Fichiers DXF pour réaliser une 3éme main dans un matériau de 9 mm

Possibilité de moduler les pinces et bases

Fichiers DXF pour réaliser un coffret de rangement de 330 x 249 mm en MDF de 3 mm

Fichiers DXF pour réaliser un coffret de rangement de 420 x 252 mm en MDF de 3 mm

Fichiers DXF pour découpe les éléments pour assembler une boite à bec de rangement dans un matériau de 5 mm

Fichier du programme Arduino pour commander 6 servomoteurs en analogique et/ou DCC.

Pour la configuration / paramétrages de la vitesse, angle, position mini et maxi, on utilise le moniteur série du logiciel Arduino.

Pour faciliter le paramétrage l'UAICF Nevers-Vauzelles a réalisé une application dédiée avec le logiciel gratuit "Processing".

Un bâtiment de type chalet de Noël prêt à découper au laser, proposé avec les fichiers DXF.

Le fichier comprend également le tutoriel pour le dessiner de A à Z avec le logiciel gratuit LibreCAD.

Support pour pinceaux à découper à l'aide d'un laser dans un matériau (bois, MDF) de 5 mm d'épaisseur.

Tutoriel pour réaliser des boites d'archives à découper au laser.

Le tutoriel explique l'utilisation de plusieurs logiciels de l'esquisse à la production.

Fichier du programme Arduino pour réaliser un scanner des trames DCC.

Les données sont à consulter sur le moniteur série de l'IDE du logiciel Arduino ou sur un écran LCD.

Ce scanner est utile pour visualiser les consignes DCC envoyées aux accessoires depuis une centrale DCC.

Fichier du programme Arduino pour réaliser un scanner des trames transmises sur le bus CAN.

Les données sont à consulter sur le moniteur série de l'IDE du logiciel Arduino.

Ce scanner est utile pour débogger des applications mettant en œuvre un bus CAN.

Fichiers FreeCAD et DXF pour réaliser des gabarits de pose de voies droites ou courbes.

Avec les fichiers réalisés avec FreeCAD (logiciel gratuit), on peut paramétrer l'écartement intérieures des rails et le rayon de courbures.
On peut exporter les fichiers au format DXF pour réaliser les formes avec une découpe laser.

Une application réalisée avec le logiciel "Processing" pour réaliser le réglages des servomoteurs commande par une carte Arduino UNO ou NANO.

L'application permet de configurer :

• jusqu'à 6 servomoteurs pour 6 aiguillages simples ou 3 aiguillages triple ;
• les adresses DCC individuellement des 6 servomoteurs ;
• les positions mini et maxi des servomoteurs ;
• la vitesse de rotation.

Fichier du programme Arduino pour commander jusqu'à 6 servomoteurs en digital et analogique pour activer des aiguillages.

Ce programme gère également la commande d'aiguillages triples.

Le programme ne nécessite aucune connaissance en programmation : une application avec le logiciel gratuit "Processing" a été développé pour la configuration et les réglages (nombre, vitesse, angle, adresse DCC, aiguillage triple).

Fichier du programme Arduino pour commander un pont transbordeur en analogique et digital avec un moteur pas à pas.

Le fichier comprend les programmes avec une sélection avec 4  et 16 touches.

Fichier du programme Arduino pour commander un pont transbordeur en analogique et digital avec un moteur pas à pas.

Le fichier comprend les programmes avec une sélection avec 4  et 16 touches.

Fichier du programme Arduino pour réaliser un TCO (tableau de contrôle optique) en digital (DCC) utilisant le bus XpressNet pour commander des aiguillages et accessoires.
La base de ce projet est une carte ARDUINO MEGA 2560 à laquelle sera rajoutée une interface « carte maison » ou platine.

Tutoriel mémo pour prendre en main le logiciel LibreCAD en dessinant un tangram.

Ce tutoriel utilise plusieurs fonctions pour apprendre à utiliser quelques fonctions du logiciel LibreCAD pour l'utiliser ensuite pour dessiner des plans, créer des fichiers "DXF" utilisés pour la découpe laser ou avec un plotter.

Pour télécharger le logiciel : www.librecad.org

Pourquoi utiliser les fichiers « .hex » ?

Lorsque l’on récupère un programme Arduino développé par un autre programmeur, on est parfois confronté au problème de l’installation des librairies ou bibliothèques, de problèmes de mise à jour de version.

Suivant comment le projet est documenté, on peut être confronté à la difficulté de trouver la bonne version de librairie ou bibliothèque à installer. Partant du principe que le programme contenu dans le fichier « .hex » est fonctionnel, on va pouvoir téléverser le projet et vérifier que la platine fonctionne bien.

Pour des débutants, il y a juste à téléverser le fichier « .hex » sans se soucier des configurations, installation à réaliser au préalable. Il suffira de bien choisir le type de carte à
programmer et d’appuyer sur un bouton.

Ce tutoriel explique comment créer et téléverser un programme "HEX" dans une carte Arduino à l'aider du programme XLoader.

Un Arduino est une carte de prototypage électronique open-source qui permet de créer des projets interactifs.

Elle se compose généralement d'un microcontrôleur, d'entrées/sorties numériques et analogiques, et souvent d'un port USB pour la programmation.

Les cartes Arduino peuvent être utilisées pour des projets variés, comme des robots, des capteurs, des systèmes domotiques, et bien d'autres.

L'interface de programmation, souvent en C/C++, est accessible aux débutants grâce à de nombreuses bibliothèques et exemples disponibles en ligne.

Cela en fait un outil populaire pour les amateurs d'électronique et les développeurs.

L'interface Arduino permet également de programmer des ESP, ATtiny.

Le podcast : Tutoriel Aide mémoire Arduino

La « Silhouette Cameo » est un plotter, une machine, contrôlée par ordinateur, qui découpe différentes formes et lettres dans des matériaux de faible épaisseur à l’aide d’un petit outil très tranchant.

Le plotter permettra de couper des matériaux assez fins et de dessiner en installant le support pour un stylo (option).

Pour utiliser la Silhouette Cameo, il faut installer le logiciel propriétaire « Silhouette Studio » compatible uniquement sous Windows et Macintosh.

Tutoriel pour générer des fichiers au Format DXF (Drawing eXchange Format)

Le format DXF (Drawing eXchange Format) a été développé par la société Autodesk pour permettre l'échange de fichiers DAO (Dessin Assisté par Ordinateur) ou CAO (Conception Assistée par Ordinateur) entre différents systèmes CAO. Ce format est particulièrement utile lorsque des logiciels de conception ne partagent pas le même format de fichier natif, facilitant ainsi la compatibilité entre divers outils de conception.

Historique et Contexte

Initialement conçu pour représenter les modèles créés avec AutoCAD®, l'un des logiciels les plus populaires pour la création de dessins techniques et de projets architecturaux, le format DXF permet de sauvegarder des informations de dessin sous une forme standardisée et facilement compréhensible par différents systèmes CAO. Grâce à cette standardisation, il devient plus simple de partager, importer et exporter des dessins entre différentes plateformes de travail.

Fonctionnalités et Utilisation

Le DXF est un format très polyvalent, utilisé dans de nombreux domaines, allant de l’architecture à l’ingénierie en passant par la fabrication assistée par ordinateur (FAO). Ce format est largement adopté dans les industries où les dessins techniques et les modèles 2D ou 3D sont couramment utilisés. Voici quelques fonctionnalités clés du format DXF :

• Compatibilité Multiplateforme : Le format DXF permet aux utilisateurs de partager des dessins et des modèles entre divers logiciels de CAO, même si ces derniers utilisent des formats natifs différents.
• Représentation des objets géométriques : Les fichiers DXF peuvent contenir des informations détaillées sur les objets géométriques, tels que les lignes, arcs, cercles, polylignes, et bien plus.
• Support 2D et 3D : Bien que principalement utilisé pour des dessins 2D, le format DXF supporte également la représentation de modèles 3D, offrant ainsi une grande flexibilité pour les projets de conception.
• Facilité d'édition : Puisqu'il s'agit d'un format ouvert, les fichiers DXF peuvent être facilement modifiés avec différents logiciels de CAO ou même des éditeurs de texte, si nécessaire.

Génération de fichiers DXF

Ce tutoriel explique  comment générer des fichiers DXF à partir de votre propre modèle ou conception.

Étapes principales :

1. Création du modèle : Vous commencez par créer votre modèle 2D ou 3D à l’aide de votre logiciel de CAO préféré.
2. Exporter vers DXF : Une fois le modèle créé, il vous suffit d'exporter ou de sauvegarder le fichier dans le format DXF. La plupart des logiciels de CAO offrent une option d’exportation ou de sauvegarde directe en DXF.
3. Ajustements de l'exportation : Selon le logiciel que vous utilisez, vous pourrez ajuster certains paramètres d’exportation, comme la version DXF (les versions plus récentes offrent plus de fonctionnalités mais peuvent ne pas être supportées par les anciens logiciels), ou encore les options spécifiques à l'échelle ou aux types d'objets exportés.
4. Vérification du fichier : Une fois le fichier DXF généré, vous pouvez l'ouvrir dans un autre logiciel de CAO pour vérifier que tout a bien été exporté correctement. Certains outils vous permettent même de visualiser ou de modifier des fichiers DXF sans nécessiter un logiciel spécialisé en CAO.

Outils présentés pour la génération de fichiers DXF :

• LibreCAD : Le logiciel gratuit de conception de fichiers DXF.
• FreeCAD : Un logiciel gratuit qui permet de créer des dessins paramétriques et d'exporter facilement en DXF.
• Inkscape : Un logiciel de dessin vectoriel qui peut être utilisé pour créer des dessins 2D et les exporter en DXF pour les utiliser dans des applications de CAO.

Avantages du Format DXF

• Interopérabilité : Le principal avantage du format DXF réside dans sa capacité à être utilisé avec une grande variété de logiciels de CAO, réduisant ainsi les problèmes de compatibilité lorsque des fichiers doivent être échangés entre différents systèmes ou applications.
• Accessibilité : DXF étant un format largement utilisé, il est pris en charge par de nombreux outils et logiciels, qu'ils soient gratuits ou commerciaux, ce qui facilite son utilisation pour les utilisateurs de tous niveaux.
• Standardisation : DXF offre une norme uniforme pour l’échange de données techniques, ce qui en fait un choix privilégié pour les projets collaboratifs impliquant plusieurs concepteurs ou ingénieurs.

Le format DXF est un standard largement adopté pour l’échange de fichiers de dessin entre différents logiciels et systèmes CAO. Sa capacité à contenir des données complexes de conception dans des formats 2D et 3D, sa compatibilité multiplateforme et son accessibilité en font un format essentiel dans de nombreux domaines techniques, allant de l’architecture à la fabrication numérique. Grâce à ce tutoriel, vous serez désormais capable de générer vos propres fichiers DXF, facilitant ainsi le partage et l'intégration de vos conceptions avec d'autres professionnels ou systèmes.

« OctoPrint » est une application open source et gratuite pour contrôler une imprimante 3D : on peut gérer les impressions à distance.

On utilise une interface web connectée à son réseau local.

L’application permet d’envoyer le fichier Gcode à l’imprimante 3D.

On peut suivre en temps réel les impressions à l’aide d’une webcam.

OctoPrint fonctionne sur un Raspberry Pi 3 ou 4.

Pour découvrir Octoprint avec un Raspberry : www.octoprint.org

Un Raspberry Pi est un petit ordinateur à carte unique, conçu à l'origine pour l'éducation et l'apprentissage de la programmation. Il est de la taille d'une carte de crédit et offre des ports pour connecter des périphériques comme un clavier, une souris et un écran.

Les modèles de Raspberry Pi peuvent exécuter des systèmes d'exploitation comme Linux, ce qui permet de réaliser une grande variété de projets, allant de la création de serveurs web à des systèmes de domotique, des émulateurs de jeux, ou même des robots. Sa flexibilité et son coût abordable en font un outil populaire parmi les makers, les enseignants et les développeurs.

Le Raspberry PI avec la distribution Raspbian peut par exemple permettre de concevoir un TCO (tableau de contrôle optique).

Pour découvrir le Raspberry et les systèmes d'exploitation compatibles : https://www.raspberrypi.com

Aide-mémoire pour créer des circuits électroniques : création de schémas, circuits en vue de les réaliser

Pour télécharger le logiciel : http://eagle.autodesk.com/eagle/software-versions/50

Tutoriel mémo pour prendre en main le logiciel LibreCAD avec une application concrète : la conception d'un bâtiment en dessin en 2D.

LibreCAD est un logiciel libre de dessin en deux dimensions comme des plans techniques, des documentations de construction, ou encore des modes d'emploi.

Ce logiciel permet de créer et lire les fichiers "DXF", notamment utilisé pour la découpe laser ou avec un plotter.

Pour télécharger le logiciel : www.librecad.org

Tutoriel mémo pour prendre main le logiciel FreeCAD qui est un modeleur 3D paramétrique open-source principalement destiné à la conception d'objets de toute taille.

Pour télécharger le logiciel : www.freecad.org

Notice PDF pour réaliser un TCO avec un Arduino

Le projet décrit la réalisation d’un TCO (tableau de contrôle optique) en digital (DCC) utilisant le bus XpressNet pour commander des aiguillages et accessoires.

La base de ce projet est une carte ARDUINO MEGA 2560 à laquelle sera rajoutée une interface « carte maison » ou platine.

Les boutons de commande pourront être des boutons poussoirs et/ou à levier (contact permanent).

Le projet « TCO » décrit ci-après a été testé avec une centrale Roco 10761, 10764 et une Multimauss, une centrale Roco Z21 et une centrale NanoX.