Preparar el entorno de Arduino

 Antes de detallar cómo se fabrica cada uno de los módulos, hacemos en este post una pequeña introducción de cómo preparar el entorno de Arduino para poder cargar los programas.

Si es la primera vez que tenéis un Arduino en vuestras manos, os aconsejamos seguir algún tutorial de primeros pasos para saber cómo cargar un programa y construir algo simple como un pulsador que enciende un led. Como ya se ha escrito anteriormente, este manual no pretende ser un curso de Arduino igual que tampoco lo és de Rocrail, ya que en la web existen abundantes recursos y mucho mejores de lo que se podría escribir aquí. Por lo tanto, nos centramos únicamente en aquello específico y necesario para el ferromodelismo y la construcción de módulos propios tal y como se ha definido en AENOD.

En primer lugar tendremos que instalarnos el software de Arduino en nuestro ordenador con la versión de Windows o Linux adecuada. Existe una versión online del software, pero nos referiremos siempre en este manual a la versión instalable, ya sea la versión de Windows o la de Linux. Se puede conseguir gratuitamente desde la página de Arduino:

https://www.arduino.cc/en/Main/Software

Una vez instalado el entorno de Arduino hay que añadir las siguientes librerías desde el Administrador de Bibliotecas:

LocoNet, by Alex Shepherd, John Plocher, Damian Philipp, Tom Knox

Adafruit PWM Servo Driver Libary, by Adafruit

Todos los programas se pueden descargar gratuitamente desde http://github.com/clubncaldes. Los programas principales son los siguientes:

SVLocoIO: Este es el programa más genérico y utilizado. Está basado en la misma funcionalidad que la placa GCA50 de Peter Giling, que a su vez está basada en el LocoIO. Este programa convierte al Arduino en módulo Loconet capaz de manejar hasta 16 Entradas/Salidas. Es completamente configurable y permite conectar hasta 16 sensores, luces, botones, pulsadores, ...

SVLoco8ServoRelay: El programa anterior permite manejar entradas y salidas, pero del tipo "abierto / cerrado", o "encendido / apagado". En ningún caso permite manejar servomotores. Para manejar hasta 8 servomotores y desvíos se utiliza este programa SVLoco8ServoRelay que además permite polarizar el corazón del desvío y puede comunicarle al Rocrail cuándo finaliza el movimiento del servomotor y en qué posición se encuentra el desvío. Esto da una gran seguridad manejando trenes en automático, porque aseguramos la posición de los desvíos y además nunca se permitirá pasar a un tren sobre un desvío mientras éste esté moviendo los espadines.

LNCVSoundOutput: Este programa se configura mediante LNCVs. Esto es un mecanismo de Uhlenbrock para configurar módulos Loconet. Este programa convierte al Arduino en un reproductor de efectos de sonido, locuciones y sonido ambiental, a la vez que también puede manejar hasta 16 salidas para iluminación.

Los dos primeros programas (SVLocoIO y SVLoco8ServoRelay) se configuran siempre desde el Rocrail igual que si fueran una placa GCA50:

En los siguientes capítulos se muestra el detalle de la construcción de cada tipo de módulo loconet.

Módulo Mina de carbón Mitsubishi (三菱石炭鉱業株式会社)

A continuación os presentamos otro de los primeros módulos realizados por Dani en el año 2016:

Después de mi primer módulo "Campos de Arroz" comencé la decoración de una de las raquetas que cierra el recorrido de nuestros módulos y que sigue a la anterior, inspirada en la antigua mina de carbón de Yûbari explotada por Mitsubishi Mining. Hoy en día Yûbari es una ciudad en la prefectura de Sorachi, Hokkaidô. La mina se abrió en 1929, produciendo hasta 900.000 toneladas de excelente carbón durante sus mejores años, y explotando distintas zonas alrededor del río con el mismo nombre. La mina finalmente se cerró en 1990 por la imposibilidad de competir con el carbón de bajo coste importado.

Precipitador de la mina de carbón Mitsubishi Minami-Yubari

Postal de la mina de carbón Mitsubishi Oyubari / 1940, emitida por Mitsubishi Oyubari Mining Works

Fuente: http://www.dagashi.org/tro/yuubari1.html

Esta raqueta mide 70cm x 105cm, y la diseñé para tener un radio de curva mínimo de 282 mm para permitir el paso de shinkansens o trenes largos que necesitan curvas más generosas. También tiene tres pequeñas vías de servicio que permiten aparcar alguna locomotora y vagones, y una de ellas es también una vía de programación.

En la electrónica de este módulo se incluye también un gestor de bucle para invertir la polaridad de la corriente de los raíles cuando un tren se encuentra completamente dentro de las vías del bucle.

En este módulo utilicé por primera vez una impresora 3D BQ Witbox para imprimir las toperas y algún detalle especial como la entrada a la mina:

Después de colocar y probar la vía hice los volúmenes colocando primero una plataforma de madera para la vía de las vagonetas de la mina, y pegando tiras de cartón para dar forma a las montañas. Se cubre todo con venda de escayola y se añaden algunas rocas hechas con los moldes para rocas de Woodland Scenics:

Para que los encastes de las rocas queden mezclados con el entorno añado escayola fresca alrededor y la presiono con un papel de plata que previamente he arrugado. De esta manera queda la textura de rocas con aristas. Todas las piedras se pintan con las pinturas especiales para rocas de Woodland siguiendo la técnica "leopard spot" de este fabricante:

El siguiente paso es cubrir con pintura acrílica todo el módulo, de manera que no se vea el color blanco de la escayola ni la madera. De esta manera quedará disimulado cualquier fallo si algún punto no queda bien cubierto con la borada o la hierba estática. 

He utilizado tres colores de borada distintas. Una de color terracota, que es la que uso siempre en todas las zonas donde irá hierba o vegetación, y otros dos tipos de borada, una gris y otra negra, que combino para la zona de la explotación de la mina.

Las dos vías bajo los edificios de la mina no son operativas, ya que la geometría de la raqueta no me permitía poner desvíos. De todos modos, ya era mi intención también simular una mina abandonada con sus vías de tren también cortadas y sin uso como realmente pasa hoy en día en la antigua línea Oyûbari que se utilizaba para transportar el carbón de la mina Yûbari.

Para las vagonetas utilicé un tramo de vía flexible de escala Z y vagones de carbón también de esta escala que simulan bien por el tamaño las vagonetas. El edificio principal de madera es un kit de Faller 222205 "old mine":

El último paso fue añadir iluminación dentro de la mina, unos focos de trabajo, operarios, una excavadora y algunas pilas de carbón o maderas en distintos puntos:

Espero que os haya gustado!

Shield Loconet para Arduino

Lo primero que necesitamos para hacernos cualquier módulo digital de control de desvíos, señales, iluminación, sonidos, sensores de consumo o de cualquier otro tipo es un shield Loconet para Arduino. Esto es un interfaz que permita "hablar" a nuestro Arduino a través del bus Loconet. De esta manera podrá recibir y enviar órdenes desde y hacia el software (Rocrail en nuestro caso), o cualquier otro módulo Loconet instalado.

Para aquellos que tengan buenos conocimientos de electrónica y puedan fabricarse sus propias placas existen esquemas, diseños o incluso fotolitos preparados que podéis utilizar:

• “Southern Lines Pacific” (http://www.scuba.net/wiki/index.php/LocoShield)
• Web de Rocrail (http://wiki.rocrail.net/doku.php?id=gca185-en)
• Web del grupo de desarrollo de las librerías Loconet para Arduino “MRRWA Model RailRoading with Arduino” (http://mrrwa.org/loconet-interface/) según diseño de John Plocher.

Esquema de “Southern Lines Pacific”

Esquema de Peter Giling

Esquema de John Plocher de MRRWA

Pero para poner las cosas más fáciles a aquellos que no tengan los medios para fabricarse sus placas, recomendaremos los Shields Loconet que pueden comprarse con los componentes listos para soldar de Peter Giling y están oficialmente soportados por Rocrail. Además todos estos shields pueden montarse con los conectores RJ12 típicos de Loconet, o los DB9 que utilizamos en la Asociación AENOD.

Existen dos posibilidades según el tipo de Arduino que vayamos a utilizar. Para el Arduino UNO utilizaremos el Shield Loconet GCA185.

Shield GCA185 pinchado sobre un Arduino UNO

Y para el Arduino NANO, si queremos un montaje más compacto, el Interfaz Loconet GCA50_AN.

Interfaz Loconet GCA50_AN con Arduino NANO

A cualquiera de estas placas podremos conectar otros shields que nos interesen, como un shield controlador de servomotores para manejar los desvíos, una placa de MOSFETS para controlar salidas, relés, sensores de consumo, un reproductor de sonidos....

En los siguientes capítulos enseñaremos paso a paso cómo fabricar cada tipo de módulo más utilizado:

• Módulo Loconet de sensores de consumo
• Módulo Loconet de salidas para iluminación
• Módulo Loconet de control de desvíos con servomotores
• Módulo Loconet de gestor de bucles
• Módulo Loconet de salidas y sonidos