Détecteur de passage à ultra sons

Description du module.

Ce détecteur est constitué par un capteur à ultrasons HC-SR04 et par un module ARDUINO (UNO ou NANO).
Le capteur à ultrasons HC-SR04 permet de calculer précisément (jusqu'à 0.3 cm près) la distance le séparant de l'obstacle. Il fonctionne par émission d'une salve d'ultra-sons et détection de l'écho en retour.La distance de détection est comprise entre 2 cm et 450 cm. Le prix du capteur est de 5 Euros chez tiptopboards.com.
Voici la photo du capteur:



Le capteur est relié à l'ARDUINO par 4 fils.
Le principal intérêt de ce système comparé à un détecteur de passage à infra rouge est qu'il peut détecter le passage de plusieurs trains sur des voies en paralléle. Comme il mesure la distance, il est possible de savoir sur quelle voie un train est passé.
Je l'utilise sur mon réseau pour controler le passage de trains sur 4 voies comme représenté sur la figure ci-dessous.



Connexion avec l'Arduino

Le cablage entre le capteur à ultrasons HC-SR04 et l'ARDUINO UNO est le suivant:
Capteur --> Arduino
pin 1 Alimentation Vcc --> +5V Arduino
pin 2 Emission d'ultrasons (Trig) --> pin de sortie 8
pin 3 Réception du signal Echo (signal de sortie TTL en largeur d'impulsion modulée)--> pin d'entrée 9
pin 4 Gnd --> Masse Arduino

Détecteur avec connexion en USB au PC

Dans cette configuration, l'ARDUINO est connecté au PC en USB et peut être utilisé comme rétrosignalisation avec le logiciel CARTO-DCC.

Le code envoie une impulsion de 10us sur Trig pour déclencher la mesure (séquence de 8 pulses carrés sur la fréquence 40 kHz).
En réponse, la durée d'impulsion en sortie est proportionnelle à la distance (aller/retour), avec
Distance = Durée de l’impulsion * Vitesse du son / 2
L'ARDUINO envoie au PC un octet lorsqu'un train passe sur une des voies controlées par le module:
octet = 1: passage d'un train sur la voie 1 à 12 cm du module
octet = 2: passage d'un train sur la voie 2 à 24 cm du module
octet = 3: passage d'un train sur la voie 3 à 35 cm du module
octet = 4: passage d'un train sur la voie 4 à 45 cm du module
Vous pouvez télécharger le programme pour l'ARDUINO ainsi qu'un programme de test en VB6 en cliquant ici.



Détecteur avec connexion à un module LR101 LENZ

Le détecteur peut être est utilisé avec le système de rétrosignalisation RS de LENZ. Dans ce cas, il se connecte à un module LR101 par l'intermédaire de 4 relais. On peut par exemple utiser deux modules à deux relais disponibles chez tiptopboards.com.

Voici les connexions avec l'Arduino du premier module à deux relais.



Gnd --> la masse du module, à relier impérativement à la masse du montage Arduino
Int1 --> commande en 0V / 5V du relais 1, vers pin digitale 3 Arduino
Int2 --> commande en 0V / 5V du relais 2, vers pin digitale 4 Arduino
Vcc --> La tension de référence 5V qui alimente aussi la carte Arduino

Les connexions entre l'Arduino et le second module à deux relais sont les suivantes:
Gnd --> la masse du module, à relier impérativement à la masse du montage Arduino
Int1 --> commande en 0V / 5V du relais 3, vers pin digitale 5 Arduino
Int2 --> commande en 0V / 5V du relais 4, vers pin digitale 6 Arduino
Vcc --> La tension de référence 5V qui alimente aussi la carte Arduino

Les sorties des 4 relais sont connectées à 4 broches du LR101 et à la masse.

Dans cette configuration, on peut utiliser n'importe quel logiciel de commande de réseau. Je l'ai testé avec CDM-RAIL.

Détecteur nomade

Ce détecteur de passage nomade communique en Bluetooth avec un module de rétrosignalisation LR101.

Il est constitué par un émetteur et par un récepteur

L'émetteur est constitué des composants suivants:
- un module détecteur à ultra-sons
- un module Arduino Nano ou Pro Mini
- un module HC-05
- une batterie Li-Ion de 5V
Le schéma de l'émetteur est donné ci-dessous



Cet émetteur a été placé dans un petit bâtiment qui s'intègre au réseau et que l'on peut placer n'importe où au bord d'une voie.
Vous pouvez voir ci-dessous les photos du bâtiment qui intègre le détecteur à ultra sons.





Le récepteur connecté au module LR101 est constitué des composants suivants:
- une almentation qui délivre une tension de 5V
- un module Arduino Nano ou Pro Mini
- un module HC-05 configuré en maître
- un relais

Le schéma du récepteur est donné ci-dessous



Vous pouvez télécharger les programmes pour l'ARDUINO en cliquant ici.





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