Автор: MaFrance351
желаю всем!
Если вы хоть раз видели кабину локомотива или электропоезда, то наверняка знаете, что для управления тормозами используется машинистский клапан – довольно сложное пневматическое устройство, предназначенное для изменения давления в тормозных магистралях. В новых поездах эти устройства уже не являются чисто пневматическими, они включают в себя еще и электронику.
Мне всегда хотелось получить копию этого и показать, как это работает. Наконец мне это удалось, так что пришло время оживить его и посмотреть, на что еще он способен.
Итак, в сегодняшней статье мы поговорим об артефакте нашей железной дороги – машинисте крана №130. Давайте выясним, как работает его контроллер, и попробуем его восстановить. Как всегда, будет много интересного.
❯ Суть такова
Так уж получилось, что основными органами управления тормозами на нашем автомобиле являются подъемники водителя 394 и 395. Пневматически это по сути один и тот же кран, с той лишь разницей, что контроллер 395 имеет электропневматический тормоз (тот же круглый короб сверху). На фотографии также виден небольшой вспомогательный тормозной кран № 254, используемый для управления торможением локомотива.
Разумеется, список не ограничивается этими двумя моделями. Например, вот кран № 334, использовавшийся для вагонов метро (а еще раньше – для локомотивов и МВПС). Эта модель очень старая, по найденным сведениям, выпускалась начиная с 1904 года и устанавливалась на паровоз.
Кран №013 устанавливается практически на все новые вагоны метро, а также на вагоны ПА1.
Это довольно своеобразный кран № 172 (он же 4ВК), специально разработанный для трамваев с пневматическими тормозами (ЛМ-68М, ЛВС-86К, РВЗ-6М2...).
❯ Что же это за кран №130?
тема сегодняшнего обзора — так называемый кран с дистанционным управлением. В отличие от предыдущих версий, эта электронная и состоит из контроллера крана машиниста в кабине и пневмопанели в аппаратном отсеке. С нормативной точки зрения это по-прежнему Кран №395. В целом, Maisvendoo в своем посте об элементах управления хорошо рассказал о том, как работают краны 394 и 395, так что я не думаю, что здесь есть смысл повторяться.
Эти устройства устанавливаются на новый подвижной состав. Для примера возьмем этот кран внутри вагона электропоезда ЭП2Д (его ручка видна с правой стороны консоли, органы управления машиниста — слева).
Но вот он в электровозе ЭП20.
Этот кран является совершенно новым по сравнению со старыми кранами прямого действия, разработанными полвека назад, его внедрение началось только в 2000-х годах.
Однако электроника иногда дает сбои (и внезапно выходит из строя), поэтому электронные краны всегда соединены с обычными элементами прямого управления либо под крышкой (как здесь), либо сбоку от пульта (как в новом метро в поезде). Существует много дискуссий о надежности (или ее отсутствии) этого типа крана, гораздо меньше, чем чисто пневматического крана.
❯ Обзор оборудования
Вот моя копия. Его сняли с некоторых электровозов из-за поломок. Тем не менее, он в хорошем внешнем состоянии, что не может не радовать.
Масштабирование с указанием местоположения. Здесь все тот же кран под номером 395. Ручка очень тугая и при включении и выключении издает характерный щелкающий звук.
Паспортная табличка. Оборудование производится ОАО «МТЗ-Трансмаш». Почему-то ни одно из полей на вывеске не заполнено.
Снизу нет ничего интересного, только крышка, куда когда-то вставлялся разъем.
❯ Внутренности
Про управление водителем я писал уже давно. Там код позиции задается кулачком, прижатым к самому обычному микрофону. Контроллер бесконтактный.
Давайте заглянем внутрь. Самое печальное, что эта доска была вывезена до меня и не сохранилась до наших дней.
Обратите внимание: Оживляем контроллер машиниста от ушедшего в историю электропоезда.
Поэтому для подключения данного устройства необходимо собрать его самостоятельно.
Самая важная часть контроллера — это рычаг, на конце которого прикреплен магнит. Поэтому на плате есть датчики Холла, считывающие ее положение.
А вот механизм переключения остался прежним – металлический диск с вырезами и ролики. Крайние положения переключаются особым образом: при наддуве клапан не фиксируется, но при экстренном торможении переключиться затруднительно.
❯ Собираем плату управления
Стандартные платы сняты с производства, поэтому единственный вариант подключения таких смесителей – построить самостоятельно.
У меня дома есть куча потрепанных макетов, сделанных в ныне несуществующей Восточной Германии. Некоторые из них совершенно пусты, а другие все еще содержат остатки ушедшей эпохи, например, редкие радиодетали или остатки часовых механизмов. Как мне сказали, это запчасти для некоторых моделей Robotron, однако условия позволяют использовать эти платы только как обычные макетные платы.
Для считывания положения используются датчики Холла. Это те самые SS495As, которые у меня остались после экспериментов с магнитными кнопками магнитолы Factorial. Требуется семь датчиков — по одному на каждую локацию.
Я также использую MAX485 для передачи данных (позже расскажу почему) и старенькую Arduino на базе чипа LGT для управления.
Сначала мы выбираем датчик и убеждаемся, что он в целом подходит для этих целей. Он идеально подходит; неодимовые магниты контроллера достаточно мощны, чтобы снизить сигнал до нуля. При этом в соседнем положении датчик вообще не реагирует на близлежащие магниты (чего нельзя сказать о герконах, которые я изначально хотел использовать, но отказался из-за срабатывания нескольких из них одновременно).
Теперь ищем подходящий макет, чтобы вставить его внутрь крана и разметить на нем места.
И по метке припаиваем датчик. Пайка проводов.
❯ Прошивка контроллера
Теперь очередь программного обеспечения. Разумеется, кран снова задействовали для сборки домашней консоли водителя. И мне пришла в голову идея подключить все части эмулятора к RS-485, чтобы не приходилось каждый раз переделывать плату, а просто модифицировать прошивку. Итак, пишем этот скетч:
#defineRX 9
#определитьTX 8
#defineMAX485 7
#define отправить 1
#Определить получение 0
#define DEVICE_ID 0x82
#defineMIN_SENSOR_VALUE 100
#включать
Программный последовательный порт хоста (RX, TX // прием, отправка
uint16_t HallReadings[7];
uint8_t getAbsolutePosition() {
для (int я = 0; я <7; я++) {
hallReadings[i] = AnalogRead(i);
Serial.print("канал ");
последовательный порт.print(я + 1);
СерийнаяПечать(" ");
Serial.println(hallReadings[i]);
}
серийный.println();
для (int я = 0; я <7; я++) {
если (hallReadings[i] <= MIN_SENSOR_VALUE) вернуть я + 1;
}
вернуть 0;
}
неверные настройки() {
// Поместите сюда свой код установки и запустите его один раз:
серийный.старт(115200);
хост.start(4800);
PinMode (MAX485, выход);
Цифровая запись (MAX485, получение);
}
недействительный цикл() {
// Поместите сюда основной код, чтобы его можно было запускать повторно:
uint8_t текущая позиция = 0, предыдущая позиция = 0;
текущая позиция = getAbsolutePosition();
если (текущая позиция!= 0) {
предыдущая позиция = текущая позиция;
}
если (хост.доступен()) {
если (host.peek() == DEVICE_ID) {
хост.читать();
Цифровая запись (MAX485, отправить);
host.write(предыдущая позиция);
Цифровая запись (MAX485, получение);
}
ещехост.читать();
}
здесь все просто – читаем код позиции и, если он не равен нулю (это происходит при переключении крана), сохраняем его. При этом мы слушаем шину и если приходит байт 82h (130 в десятичном формате), отправляем в ответ код позиции.
❯ Собираем
Мы почти закончили с оборудованием; пришло время все установить в кран.
Мы попробовали это на плате и убедились, что датчики не перекрываются и не мешают движению рычага.
потом мы, наконец, выложили это там. Подумав, я положил ее на небесный нектар лайфхакеров - горячий клей - было бы легче ликвидировать это, если бы я вдруг нашел оригинальную плату. Прокладываем провод так, чтобы он не мешал движению рычага и затем ставим крышку на место. Можешь попробовать.
❯ Ещё раз про контроллер
Оказалось, что изначально предназначенный для этой задачи Raspberry Pico не годился, в частности, хотя USB HID вроде бы работал нормально, в некоторых играх (например, Метрострой) контроллер не работал вообще или недостаточно (положение перехода даже зависало)). Не могу понять с чем это связано.
Таким образом, используя Arduino Micro в качестве контроллера ввода (загрузил скетч на основе библиотеки Joystick.h), никаких проблем обнаружено не было. Плата содержит микросхему 74HC165 для приема сигналов от контроллера и два DIP-переключателя, которые временно зарезервированы. Там же установлен тот же MAX485 и все остальное оборудование, включая этот ответвитель, будет подключено к этому MAX485.
❯ Софт
Изначально я подключил контроллер к Trainz. Но товарищи, уже имеющие опыт создания гоночных консолей, подсказывают, что лучше всего использовать ZDSimulator.
Для него (вернее, для версии 54.006) было специально написано программное обеспечение, позволяющее управлять поездом с помощью обычного джойстика.
Назначаем позицию джойстика машинисту крана, запускаем игру и все, можно идти.
❯ Вот как-то так
Так нам удалось воскресить еще одно устройство из мира железных дорог, приблизив готовый семейный симулятор машиниста на шаг ближе.
Я, конечно, попробовал покататься на этом кране и ощущения неописуемые. Ни один джойстик, а тем более клавиши, не может обеспечить такую функциональность.
вот и все.
Ссылки
-
Краны-операторы 394 и 395
-
Машинист крана 334
-
Водитель крана 013
-
130 руководство по эксплуатации смесителя
-
то же программное обеспечение
-
Написано специально для читателей Timeweb Cloud и Pikabu. Еще больше интересных статей смотрите в нашем блоге на Хабре и нашем Telegram-канале (статьи и новости).
-
Облачный сервис Timeweb Cloud — это реферальная ссылка, которая помогает поддерживать наши проекты.
Больше интересных статей здесь: Гаджеты.
Источник статьи: Оживляем электронный кран машиниста от электровоза.