IR Detektor S88

Při pokusech o automatizaci posunu jsem vyvinul detektor polohy pracující na principu odrazu (infračerveného) světla od podvozku. Konstrukce je popsaná ve starším materiálu na Wikia.com. HW konstrukci jsem později změnil z důvodu úspory odebíraného proudu - jako kompromis mezi spotřebou (původně 8 IR LED po 30mA = 0,25A / deska) a počtem zabraných "nožiček" Arduina jsem použil spínání LED ve dvojicích, pomocí tranzistorového pole. "Volné" 3 vývody Arduina jsou vyvedené na konektor a integrovaná LED (D13) zůstává pro indikaci provozního stavu.

Podobný IR detektor v podstatě zároveň vyvinul Petr Šídlo, ten však vyžaduje použití různého firmware pro různé druhy osvětlení a neumožňuje kalibraci.

Hlavní funkce

Deska IR detekrou obsluhuje až 8 senzorů, párů IR dioda - fototranzistor. Každý senzor může být použitý v režimu

• odrazu: senzor hlásí "obsazeno", pokud zachytí odraz od nápravy, či spodku vozidla
• závory: senzor hlásí "obsazeno", pokud se paprsek přeruší - mezi IR diodou a fototranzistorem je vozidlo či jiná překážka.

Režim se po každý senzor nastavuje zvlášť, jeden modul může obsluhovat jak závory, tak odrazky. Detektor je zapojený do sběrnice S88, a stav jednotlivých senzorů hlásí centrále.

Každého senzoru zvlášť modul umožňuje:

• nastavit funkce závora nebo odraz
• nastavit citlivost snímání - může záviset na montáži, poloze, vzdálenosti vysílače a přijímače
• určit dobu "hystereze", než po úspěšné detekci opět přejde do stavu "volno". Potlačí krátké zákmity a může potlačit mezery mezi vagony
• provést "automatickou kalibraci" - změří odrazy od překážky, určí citlivost

Virtuální senzory

Některé řídící SW (např. RocRail) dokáží pracovat jen s jednoduchými senzory a reagují na stav "obsazeno". Optickou závoru použitou pro zastavení na pravém konci staniční koleji nelze využít zároveň jako senzor, že při vjezdu zprava (to znamená souprava projíždí snímačem hned na začátku koleje) určí, že souprava jej celý minula a už je bezpečně na staniční koleji. V takovém případě se zřizují 2 senzory, na každém konci koleje jeden. V jiných SW (např. JMRI) je možné takto senzor použit, je to však spojené s vytvářením virtuálního senzoru a logiky jeho spínání pro každý takový případ zvlášť, což je pracné.

Modul dokáže také vytvářet virtuální senzory, doplňkově k těm skutečným. Virtuální senzor při spojení se skutečným senzorem (obsazení, závora, odrazka, ...) detekuje přejezd a opuštění monitorovaného úseku (místa). V řídícím software pak vystupuje jako "obyčejný" senzor.

• Sleduje jeden konkrétní skutečný senzor
• Je v základním stavu "volno"
• Je stále ve stavu "volno" (navenek) ale "uvnitř modulu" se změní se na "připraven", jakmile se skutečný senzor změní na "obsazeno".
• Přejde do stavu "obsazeno", když se skutečný senzor uvolní na déle, než nastavený čas
• Stav obsazeno singalizuje cca 0,5 sekundy (dá se změnit)-

S pomocí virtuálních senzorů jde snížít na polovinu počet snímačů ve skrytém nádraži. Pozice zastavení v "nesprávném" směru nebude tak přesná, ale to právě ve skrytých nádražích tolik nevadí.

Příklady použití IR detektoru

Indikátor pro zastavení

• Na konci staniční koleje. Může sloužit jako "In" senzor pro RocRail, způsobí zastavení na daném místě
• Před návěstidlo. Může sloužit k zastavení soupravy při signálu "stůj"

Detekce polohy

• Před železniční přejezd. Může zapnout, případně uvolnit přejezd.

Detekce jednotlivých vozidel

• Počitadlo vozidel
• Automatické rozpojování soupravy - odpočítání vozidel před použitím rozpojovače

S88 IR Detektor, Petr Šídlo