Analoog rijden, digitaal geluid - een experiment

[Rob]

Mede dank zij de vragen en opmerkingen op dit forum begint dit experiment uit de hand te lopen. Op een goede manier, dan  . Waarvoor dank!

Ik ben nog in afwachting van de compactere hardware uit China, maar ondertussen is wel de software aangepast.
In de rijstroom voorziening zijn nu 6 functietoetsen ingebouwd. Met een druk op de knop verandert kort de frequentie van de pulsbreedte besturing. Dit is een signaal dat door de geluidsmodule kan worden herkend

De software van de geluidsmodule is helemaal herschreven en kan nu ook de frequentie-veranderingen detecteren en daar een functie op starten. Verder is het nu mogelijk een eigen MP3 af te spelen bij het starten.

Daarnaast zijn de MP3 geluidsfragmenten langer geworden. Daarmee kan nu, bij gelijke snelheid, zo'n 2 minuten ononderbroken rijgeluid worden geproduceerd. Na de 2 minuten gaat het geluid met een korte onderbreking verder (hetzelfde hikje als bij het schakelen naar sneller of langzaam).

Met het mooie weer, had ik geen zin/tijd voor een gelikt filmpje, maar hoe een en ander werkt is in ieder geval even te zien en horen...

In het kort: er zijn nu 8 functies in de geluidsmodule, waarvan de railbus er 6 gebruikt.
1. Geluid na het opstarten van de module. Voor de railbus het starten van de dieselmotor
2. Rijstroom afhankelijk geluid, voor de railbus met 4 toerentallen voor de dieselmotor (inclusief stationair draaien).
3. Functieknop 1: korte hoorn
4. Functieknop 2: lange hoorn
5. Functieknop 3: binnenverlichting aan/uit
6. Functieknop 4: afzetten van de dieselmotor
7 en 8: Functieknop 5 en 6: nog niet gebruikt (Suggesties welkom!)

Ik ga even door met de ontwikkeling van een prototype in de railbus. Daar heb ik relatief veel ruimte om de eerste versie te bouwen, en de kap gaat makkelijk open. Zo is het ook eenvoudig om in deze fase aanpassingen te doen in hardware, software (de USB connector is goed te bereiken) en geluid (geheugenkaartje wisselen).

Eerlijk gezegd ben ik bijzonder verrast wat er mogelijk is. Had nooit gedacht dat dit allemaal zou kunnen...

Rob

[mark mms]

Laat maar lekker uit de hand lopen!
Ik vind het geweldig.
Ook de functie verlichting vind ik zeer interessant.
Dit is voor mij nog een dingetje, dit had ik met een hoogfrequente stroom module geregeld.
Geen idee of deze nog functioneert, hij is op dit moment los gekoppeld.

Op jouw methode kun je namelijk wel de lampjes aan en uit doen.
Dus de stilstaande  treinen donker laten.

Wat betreft de geluiden, ben ik eigenlijk ook heel benieuwd naar de stoomlok versie.
Functieknop 5+6, aan of loskoppelen, remmen, omroepen conducteur, kolen scheppen bij stoomlocs, ......

Nog een vraagje, die pulsbreedte besturing, hoe zit dat in elkaar?

[Rob]

Dank je, Mark.

De geluiden van een rijdende stoomtrein zitten in het vorige filmpje. Ondertussen zit bij de stoomtrein geluiden ook een waterpomp geluid voor een stilstaande stoomloc bij (maar daar heb ik geen filmpje van). Ik heb nog geen goede opname van een BR38 kunnen vinden, dus voorlopig heb ik daarvoor het geluid uit mijn video van een stilstaande HSB loc gebruikt...

Nog een vraagje, die pulsbreedte besturing, hoe zit dat in elkaar?

De pulsbreedte besturing is opgebouwd met een Arduino en motorcontroller. De Arduino levert de puls (dit is de PWM op een van de analoge output pinnen) en stuurt daarmee een 4 Ampere motorcontroller aan.

Dit ziet er zo uit:




Hier zie je:

• Rechtsboven zit de voeding. Deze kan 4 A aan. Onder het kroonsteentje zit de gelijkrichter.
• Linksonder de Arduino. Ik gebruik hier een Nano, omdat die wat goedkoper is, maar een Uno kan ook.
• Rechtsonder de motorcontroller.
• Aan de rechterkant, in het deksel van het schroevendoosje, zit de IR sensor.
  Vervang deze door een 10k ohm potmeter en 6 druktoetsen en je hebt gewoon de bediening ter plekke.
• Tussen de Arduino en de motorcontroller zijn de ledjes geplaatst om informatie over rijrichting en snelheidswisselingen weer te geven.

Ik heb alle onderdelen wat zwaarder (4 A of meer) uitgevoerd dan strikt noodzakelijk. Dan is er wat ruimte voor meer belasting dan gebruikelijk.
Zo is de kortsluitbeveiliging vrij simpel: deze besturing krijgt de stroom uit een gewone 36 VA trafo: bij kortsluiting dipt de spanning uit de trafo en reset de Arduino. Dan is ook meteen de stroom van de baan af.

De potmeter-met-druktoetsen versie ga ik binnenkort ook nog maken voor mijn vaste baantje. Het bedradingsschema en de sketch zet ik dan hier op het Forum.
De hele boel is zonder te solderen in elkaar gezet: alle verbindingen zijn met female-female breadboard draadjes of met de schroef-connectoren gemaakt.

De voeding is ingesteld op 11,5 V. De Arduino houdt niet van meer dan 12 V en uit de motorcontroller komt dan 10 Volt. Dat is prima voor de treinen, die op volle spanning (14V) toch veel te snel rijden....

Oh ja,
Ook niet verkeerd: met name oude locs rijden met de pulsbreedte rijstroom wat beter langzaam dan met een conventionele trafo. De motor loopt op lagere toerentallen omdat er steeds een hoge spanning op de spoelen staat (maar dan heel kort).

Een nadeel van pulsbreedte besturing is dat het een hoorbare toon (490 Hz) heeft. Sommige treinen zijn echte klankkasten en dan is dit een duidelijk geluid, ongeveer het geluid van een modern electrisch treinstel of e-loc 1:1. Ik vind dat niet heel storend.
En ja, zodra het andere geluid aan gaat, hoor je deze toon ook niet meer 

Rob

[Rob]

Nou, daar is-tie dan: het prototype van de geluid/licht module in de railbus.




Er zijn afgelopen dagen wat spulletjes uit China aangekomen, en ik heb wat andere onderdelen bij tiny tronics besteld zodat ik alvast kon beginnen.
Allereerst het mini-speakertje. Deze is 10x20 mm groot (ik heb nog kleinere in bestelling, 10x15mm, maar die hebben een erg lange levertijd). Voor zo'n klein speakertje is het extra belangrijk dat het geluid goed uit de behuizing kan komen.
Met een paar gaten in de vloer van de railbus komt dat goed. Samen met de kap is er zo een vrij vol geluid uit te halen.







De MP3 speler is een stuk compacter, maar de aansturing is ook wat lastiger gebleken: met een seriële verbinding waar commando's over verstuurd worden i.p.v. een pin-per-geluid. Maar het werkt nu, al moet de MP3 speler losgemaakt worden voordat de Arduino software bijgewerkt kan worden. Vandaar dat deze met stekkertjes vast zit. De pinnen van de MP3 print zijn omgebogen, om een compacte opbouw te hebben (en de ongebruikte pinnen zijn afgeknipt)





Ik heb alleen nog verlichting in de bijwagen te maken (daar waar de module zit), en vooral ook de ledjes op Arduino en MP3 speler van een klont zwarte verf te voorzien. En dan kan deze railbus met geluid in de dienstregeling worden opgenomen om te kijken hoe deze opzet zich in de zware modelspoor praktijk houdt...

Rob

[Dirk T]

Mooi werk. Ik ben benieuwd naar de resultaten.

[Rob]

Dank je Dirk.

Het prototype houdt zich goed. Het experiment is nu voorbij (het experimenteren niet), dus ik heb een nieuw draadje gestart over het project "analoog rijden met geluid"

http://www.h0modelspoor.nl/index.php?topic=3183.0

Rob