O artigo é uma continuação do post anterior, onde tentamos encontrar uma solução para criar IDs infravermelhos exclusivos para trens em um sistema de locomotiva modelo. Aqui tentamos entender a aplicação em detalhes e aprender como pode ser possível implementar com sucesso a ideia usando circuitos detectores de IR sintonizados. A ideia foi solicitada pelo Sr. Henrik
Especificações técnicas
Caro Swagatam,
Por que você não mora em Ribe, na Dinamarca ou eu na Índia. Faria tudo muito mais fácil :o)
Como temos pelo menos 50 locomotivas e mais virão, tenho certeza. A idéia de implementar 50 unidades em cada trilho da estação de trem não funcionará, mas talvez pudéssemos diminuir a quantidade de circuitos em cada trilho deixando apenas alguns trens passarem, por exemplo. faixa 1 e alguns na faixa 2 e assim. Vou conversar com meu filho sobre isso.
A solução ideal seria saber exatamente onde cada locomotiva estaria nos trilhos. Alguns módulos das grandes empresas utilizam RF ou o sinal digital através dos trilhos para informar a posição dos trens. A única coisa ruim sobre seus módulos é o preço.
A maioria das pessoas tem uma pequena pista com algumas locomotivas e pode facilmente operar os trens modelo manualmente. O nosso é muito grande e manter o controle de 50 trens não é humanamente possível.
Para isso desenvolvemos um software para nos ajudar. O software, porém, precisa de algumas entradas para agir como mencionei anteriormente. Todas as entradas do software são provenientes de módulos S88 (especialmente desenvolvidos para modelar trilhos de trem por alguma empresa alemã), USB e placas de circuito de E/S paralelas.
Isso me leva a outro ponto em que talvez você possa ter uma ideia.
Eu fiz um pequeno circuito para ligar/desligar transistores para ligar um relé ou algo assim. Você tem uma ideia para um circuito USB caseiro com entradas/saídas? Eu preciso de muitas entradas/saídas para nossos computadores.
Agora para a forma como os trens param, desaceleram e aceleram. Todos os trens são equipados com um controlador digital e através dos trilhos recebem informações para acelerar, parar, acender luzes etc.
Nosso software envia esses comandos através de uma unidade controladora digital da Märklin (Märklin 60212) conectada via LAN.
Todas essas informações são apenas para informar como as coisas funcionam para os modelos de trens.
Então, para parar um trem, eu enviaria um comando de qualquer computador em nossa casa ou manualmente selecionando o ID do trem e diria para ele parar na unidade de comando 60212.
O módulo RX é o receptor certo? Se sim, eles devem estar sob os trilhos e o módulo TX no trem. O módulo RX deve, ao se aproximar de um trem, comutar uma porta S88, na placa de interface paralela ou USB para o terra.
Meu software observa as placas de interface S88, USB e paralela e atua em uma porta comutada para o terra. Espero que você possa entender minha explicação. Então, se o seu circuito pudesse dizer ao computador que um certo trem foi analisado. O computador pode enviar os comandos.
O filtro passa banda talvez seja uma solução. O computador, porém, não saberia qual trem parar ou estou entendendo errado? Mas o filtro passa-banda poderia ser usado em mais lugares nos trilhos do modelo de trem. Por exemplo. para alternar crossovers e muito mais.
Acho que 8-10 trens pré-determinados são suficientes.
Acho que não me expliquei direito. Você vê que o circuito de interface conectado ao computador detecta quando uma porta de entrada é alternada para o terra. A maioria das placas de interface para computadores faz isso até onde eu sei.
Eu adicionei um arquivo com os esquemas de uma placa de interface de Velleman. Este é apenas um exemplo de uma placa de interface.
Isso foi o que eu quis dizer mudar para o chão. Isso não poderia ser feito com um transistor BC 547 NPN na saída do seu circuito?
Basicamente é apenas dizer qual trem está se aproximando de qual estação. Como as informações chegam ao computador, não tenho certeza de qual é a melhor. A ideia de wireless soa bem, mas é factível?
Minha ideia desde o início era algo como um circuito que pudesse informar ao computador através de uma placa de interface qual trem está se aproximando de qual estação.
Há, porém, um grande problema sobre o uso de placas de interface. Quantas placas são necessárias e quantas podem ser conectadas a um PC.
Se você observar os esquemas do Velleman K8055, existem 2 entradas analógicas de 0-5V, talvez elas possam ser usadas.
Swagatam Eu gosto da sua maneira de pensar. Buscando soluções não apenas desistir. Na verdade, acho que você poderia ganhar um bom dinheiro em seus circuitos na Europa. Hobbyists modelo de trem estão acostumados a pagar muito por suas compras.
Atenciosamente,
Henrik Lauridsen
A solução do circuito:
Algumas opções de circuito para a detecção proposta podem ser testemunhadas abaixo, qualquer uma delas pode ser tentada:
Ambos os circuitos podem ser usados para qualquer aplicação que exija uma detecção de infravermelho sintonizada de forma exclusiva, como em controle remoto IR, sistemas de segurança IR ou dispositivos de chave e bloqueio baseados em IR.
O primeiro circuito utiliza um chip detector de frequência de loop bloqueado de fase LM567 para formar o circuito receptor.
R2/R3/C2 fixa a frequência de travamento para o IC de modo que o circuito responda e crie uma saída lógica zero na detecção dessa frequência em seu pino3 de entrada através do fotodiodo.
O fotodiodo é acionado por um circuito astável baseado em 555 mostrado à esquerda dos diagramas. O circuito 555 também emprega um fotodiodo para transmitir a frequência pelo dispositivo de fotodiodo LM567 receptor.
O transmissor 555 deve ser sintonizado exatamente na frequência definida com R2/R3/C2 no circuito LM567. Qualquer outra coisa é simplesmente ignorada pelo circuito Rx.
No segundo circuito detector de infravermelho sintonizado, um amplificador operacional sintonizado em LC é empregado para receber uma resposta à frequência do transmissor sintonizado exclusivamente.
Circuito de Feedback L1/C1
O loop de feedback L1/C1 posicionado nas pinagens de entrada de saída do opamp decide a frequência ressonante de travamento na qual ele deve ser travado.
L1/C1 pode ser ajustado adequadamente para alcançar outras frequências sintonizadas exclusivas para executar as ações de travamento.
Aqui também um astável 555 é usado como transmissor IR para acionar o circuito opamp Rx.
Ao detectar uma frequência correspondente do 555 Tx, o opamp responde e cria uma lógica baixa em seu pino de saída que pode ser integrada a um dispositivo externo para as operações especificadas.
O circuito acima pode ser usado apropriadamente para a detecção de ID de trem proposta, e 8 dessas unidades Rx podem ser colocadas nos trilhos, e as 555 unidades Tx em cada um dos trens, de modo que o número selecionado de trens com os Txs únicos seja detectado pelos receptores Rx e a informação de lógica baixa correspondente é enviada ao computador para informar o usuário sobre sua presença.
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FONTE
Nota: Este conteúdo foi traduzido do Inglês para português (auto)
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