Пульт управления макетом железной дороги
Обычно, думая о пульте управления железной дорогой, представляется большой щит со схемой путей, кучей мигающих лампочек и непонятных тумблеров. У меня этот щит заменит экран компьютера, а пульт непосредственно на макете будет скромнее и компактнее.
Функции пульта: управление питанием макета, подключение командной станции, минималистичное управление режимами работы макета и вывод информации о происходящем.
Макет будет работать в ручном и автоматическом режиме управления. Так же будет возможность включение трансляции с камеры наблюдения в домашнюю сеть.
Поскольку макет будет большую часть времени просто стоять и радовать глаз, хочется чтоб он добавлял уюта в комнате без задействования всего функционала. Для этого предусмотрено автоматическое управление освещением с регулировкой чувствительности.
Прототип
Вот с такой поделки из картона началось проектирование пульта. Размер прототипа 20х8 см., чтоб влез в область печати моего 3D принтера.
Органы на пульте (слева направо): выключатель освещения, выключатель питания остальных систем макета, под ними круглый предохранитель; "курутилка" чувствительности датчика света с выключателем принудительного режима, под ней разъем подключения пульта командной станции; кнопка переключения камеры видео наблюдения (белая), кнопка переключения автоматического режима работы (зеленая), кнопка "стоп" (красная), под ними экран для отображения состояния.
Техническая схема
Питание макета разделено на две линии: свет и все остальное. Для этого освещение выведено на отдельный маломощный блок питания и дополнено датчиком внешней освещенности, чтоб включаться автоматически, как стемнеет. Уровень чувствительности датчика будет регулироваться с возможностью принудительного включения света.
Остальная нагрузка - это питание командной станции, рельсов, аксессуарных декодеров, а так же Raspberry Pi для автоматического управления и вещания видео в сеть. Рельсы и DCC подключаются через комплект роко мультимаус с замененным блоком питания, а для декодеров и малины - своя линия через блок питания, более мощный, чем для света.
Управление питанием реализуется через отдельные тумблеры KCD3 с индикацией. Чувствительность датчика освещения - через "крутилку" переменного резистора от датчика света со встроенным тумблером принудительного включения. Для принудительного включения света будет использоваться реле, аналогичное тому, что в датчике света.
Для переключения режимов работы самого макета на пульте будет кнопка с индикацией. Аналогичные кнопки будут для немедленной остановки всего и включения/выключения вещания с камеры в сеть.
Для вывода информации о происходящем на пульте будет LCD-экран из 2 строк. Ну и, конечно, разъем для подключения командной станции (рокомышки).
Корпус пульта
В качестве эксперимента пульт решил полностью распечатать на принтере, благо его размер 20х8 см. как раз влезал в максимальную область печати моего принтера. Этот подход дал возможность сделать все как хочется без ограничений. Создание модели оказалось не таким простым, размеры части элементов удалось найти по чертежам, другие же пришлось измерять вручную и делать тестовую печать.
В процессе разработки LCD-экран переехал вверх над кнопками, чтоб уместить кнопки внутри габаритов пульта. Распечатанный пульт был немедленно собран для примерки к макету.
После удачной примерки его нужно разобрать, зашкурить, зашпаклевать, загрунтовать, покрасить и покрыть лаком. Затем можно собирать пульт и устанавливать на макет.
Шкурить буду наждачкой с зерном 120 для того, чтоб убрать грубые неровности, и затем 320 для выравнивания. Шпаклевку буду использовать самую обычную для дерева. Для этого есть две причины: шпаклевки для пластика токсичны и имеют резкий запах, работать с ними дома не получится, нагрузка на поверхности пульта будет невысокая, поэтому прочности шпаклевки для дерева должно хватить.
Грунтовать и красить буду из автомобильных баллончиков универсальным грунтом для всех поверхностей и тоже универсальной черной матовой краской. В процессе предстоит помучиться с резким запахом всего этого, но дело благо быстрое.
На лицевой панели, после окрашивания в черный цвет, акриловой краской цвета "сталь" выделяю буквы. После сборки окрашенного корпуса предстоит покрыть лаком.
Мой изначальный план, использовать модельный матовый лак Tamiya в баллончике, провалился. Лак оказался очень текучим и оставлял подтеки при работе, возможно дело в том, по инструкции им работать нужно при температуре не ниже +21°C, а весной на застекленном балконе явно холоднее; или просто в том, что ему уже много лет. Да и после высыхания поверхность получалось через чур матовой и шершавой, но это уже на вкус и цвет. Расстроившись, я отправился в леруа и купил два маленьких баллона самого обычного универсального лака: глянцевый и полу-матовый (за очень гуманные 130 руб. против почти 1000 руб. за тамию).
Результат превзошел ожидания. После слоя глянцевого лака цвет стал глубоким, а поверхность похожей на металл, подтеки на предыдущем слое стали почти незаметны. Однако стали лучше видны все огрехи обработки поверхности и неровности, которых миновала шпаклевка. Следующий слой полу-матового лака скрыл выделенные глянцевым неровности, при этом сохранил глубину цвета и похожесть на металл.
Что внутри?
При своих размерах и кажущейся свободной компоновке, пульт оказался достаточно плотно набит проводами.
Скрытые от глаз корпуса высоковольтных выключателей достаточно больше и глубокие, а корпус предохранителя - еще больше, помещается с клеммами впритык. Так же внутри пульта находится разветвление высоковольтной проводки клеммами "wago", которые тоже не маленькие.
Разъем для подключения командной станции тоже достаточно массивен. Самым гуманным по использованию внутреннего пространства стал потенциометр, к которому очень компактно удалось припаять шлейф из 3 проводов, идущий к датчику света.
Для LCD-дисплея нужно всего 4 провода, но поскольку выводы у него сделаны в бок, то подключение и разворот провода требует места. Да и сама плата экрана оказалась больше, чем ожидалось, настолько, что пришлось делать технологический вырез в задней стенке пульта. К сожалению, это было не замечено на предварительной сборке до покраски.
А самая обширная проводка получилась у трех кнопок управления макетом: общая "земля", 3 сигнальных провода и 3 для подключения освещения. Чтоб минимизировать количество проводов пришлось делать гирлянду из клемм с проводкой, которая позволила использовать всего 7 проводов.
Подключения
Высоковольтные провода подключены, условно, "намертво", т.к. снять клемму с выключателя или предохранителя совсем непросто. Таким образом в пульт входит фаза и ноль, выходит две фазы, которые дальше проходят под макетом до блоков питания.
Из разъема подключения командной станции выходит так же "намертво" залитый провод с разъемом, который далее через "бобышку" доходит до бустера.
К потенциометру регулировки датчика света проводка просто припаяна т.к. нет никакой возможности использовать клеммы. Зато для подключения ее к датчику света используются разъемы dupont.
Проводка экрана имеет плоский dupont 1x4 с одной стороны и двойной 2x2 с другой, для подключения к гребенке GPIO малины.
Все провода от кнопок так же сведены в dupont 2x4, который определяет их правильное подключение к GPIO.
Стоимость
Набор кнопок, переключателей, потенциометров и предохранитель - 1.000 руб.
Разъем для КС и всякие клеммы для подключения проводов к кнопкам - 1.000 руб.
Датчик света, дополнительные фото-резисторы, винты - 500 руб.
Шпаклевка, шкурка, грунтовка, краска, лак - примерно 1.000 руб.
Разные виды шлейфов плоской проводки 500 руб.