Introduzione
Come funzionano nella realtà i deviatoi? Gli aghi sono di
acciaio più tenero rispetto alle rotaie e sono mossi da motori elettrici
potenti. Quando l'operatore muove un deviatoio tramite gli apparati il motore
entra in moto, un ronzio di controllo è trasmesso alla cabina degli apparati
mentre il motore gira; al termine il ronzio si ferma e cambiano aspetto le spie
indicative della posizione se tutto va bene. In caso contrario si attivano gli
allarmi opportuni.
Nei plastici
Cosa avviene nei nostri plastici? la gestione è molto più
semplice, ma possiamo affinarla. Andiamo per gradi. Per primo, analizziamo il
caso classico. Ci troviamo ad avere un deviatoio mosso da un elettromagnete o
relé bistabile. Due pulsanti eccitano alternativamente le due parti
dell'avvolgimento muovendo
un'ancoretta a cui sono connessi gli aghi:
I deviatoi dell'ultima generazione sono dotati di fine
corsa, pertanto non restano eccitati una volta terminato il movimento. In questo
modo non si corre il rischio di bruciare gli avvolgimenti del solenoide. Al
posto dei pulsanti possiamo collocare un commutatore. Se esso muove anche altri
contatti possiamo
avere sul quadro le spie indicative della posizione assunta:
Sarebbe meglio avere almeno due alimentazioni alternate
distinte, la prima deputata al movimento dei deviatoi e motori vari (power),
la seconda destinata alle sole luci (light); in questo modo il
sovraccarico termporaneo causato dall'eccitazione dell'elettromagnete non abbassa l'intensità delle luci:
Azionamento lento
Alcune ditte producono gli elettromagneti da collocare
sottoplancia. Si può fare ancora di meglio; ci sono in commercio infatti
motori a corrente continua (Bemo, Fulgurex, il famoso Tortoise della Circuitron,
ecc...) che permettonoc il movimento degli aghi lento come nella realtà:
La foto mostra un modello Tortoise posto in opera. Si
notino gli otto contatti che esso pilota. Tali motori, dotati anch'essi di fine corsa, hanno
normalmente due coppie di contatti associati. Ad una di esse si collega di
solito il cuore che risulta così polarizzato, il secondo commutatore può essere
usato per indicare la posizione raggiunta dal deviatoio. Ci avviciniamo pertanto
di molto alla realtà: le spie indicative si accendono solo al termine del
movimento dei motori dando quindi non solo l'indicazione della posizione, ma
anche un riscontro di movimento andato a buon fine:
Si noti il doppio deviatore impiegato ad alimentare il
motore elettrico; infatti questi motori invertono la rotazione in corrispondenza
dell'inversione di polarità. Un ponte raddrizzatore è collocato a monte.
L'alimentazione power si occupa così di tutti i dispositivi in
movimento, anche quelli in corrente continua. La polarizzazione del cuore ha il
vantaggio di permettere movimenti di locomotive corte (quelle da da manovra) sul deviatoio,
ma ha lo svantaggio di andare in corto se il deviatoio è tallonato.
Comando digitale
Che vantaggi ci possono essere con l'adozione
dell'alimentazione digitale in questo caso? Innanzitutto lo schema digitale
permette la razionalizzazione del cablaggio. Per esempio, lo schema appena illustrato
potrebbe essere oneroso da allestire se il quadro si trovasse lontano dal
binario con il deviatoio relativo. Se invece il bus con i moduli di retroazione
corre lungo il tracciato, è molto comodo connettere i contatti del motore ai
suoi ingressi. Le spie possono essere sostituite da simboli
grafici sullo schermo del pc. Il vantaggio principale risiede nella possibilità
di programmare gli itinerari. Il doppio deviatore può essere
sostituito da un relé (ottimo l'articolo 3258 di Essemme) comandato da un indirizzo di un decoder a contatti
temporanei (Uhlenbrock articolo 67500). Lo schema si trasforma allora così:
Il decoder di questo tipo comanda due deviatori con un
unico indirizzo (nell'esempio vale 2). Anche se il decoder è di natura diversa e trasmette ai
contatti la posizione in modo temporaneo, il suo comando è del tutto simile a
quanto visto per i segnali precedentemente:
Sub PosizioneNormale
Const Fine = 32
Const L = 33
With Me.MSComm1
.Output = Chr$(L)
.Output = Chr$(2)
.Output = Chr$(Fine)
End with
End Sub
Sub PosizioneRovescia
Const Fine = 32
Const R = 34
With Me.MSComm1
.Output = Chr$(R)
.Output = Chr$(2)
.Output = Chr$(Fine)
End with
End Sub
Leggere gli ingressi
Per completare l'argomento resta da chiarire come fare a leggere via software i
valori degli ingressi del dispositivo di retroazione. La centralina trasmette al
pc gli ingressi letti in forma di caratteri (o byte). Ogni carattere è composto
da 8 bit. Ogni modulo di retroazione ha 16 contatti di ingresso, quindi due
caratteri contengono tutta l'informazione trasmessa. Potremmo avere collegati
più moduli di retroazione, quindi occorre sapere a quale indirizzarsi per
leggere il suo contenuto. Nel caso di un unico modulo installato è sufficiente
la coppia di istruzioni seguente:
Me.MSComm1.Output
= Chr$(192)
Me.MSComm1.Output = Chr$(193)
strC = Me.MSComm1.Input
Per prima cosa occorre separare i due caratteri letti;
primoCarattere = Left(strC, 1)
secondoCarattere = Right(strC, 1)
Il passaggio che segue è detto in gergo spacchettamento, ed occorre per
sapere il valore di ogni singolo bit corrispondente ai contatti di ingresso. I
bit sono contati a partire da destra e dal valore zero:
Segue la tabella
completa dei valori con la loro conversione in esadecimale e binario:
| potenza |
valore |
esadecimale (&H) |
binario |
| 0 |
1 |
1 |
1 |
| 1 |
2 |
2 |
10 |
| 2 |
4 |
4 |
100 |
| 3 |
8 |
8 |
1000 |
| 4 |
16 |
10 |
10000 |
| 5 |
32 |
20 |
100000 |
| 6 |
64 |
40 |
1000000 |
| 7 |
128 |
80 |
10000000 |
Con il sistema
decimale rappresentiamo i numeri come somme di valori che sono potenze di dieci.
Per esempio il valore 1956 si ottiene così:
1956 = 1 x 10^3
(migliaia) + 9 x 10^2 (centinaia) + 5 x 10^1 (decine) + 6 x 10^0 (unità)
Nel sistema
decimale i simboli impiegati sono dieci (0..9). Analogamente i numeri
naturali possono essere rappresentati come somme di valori che sono potenza di
due. In questo caso i simboli impiegati sono due (0 e 1). Il carattere trasmesso alla seriale indica quali potenze
sono attive (bit a 1) e quali no (bit a 0). Se per esempio il carattere
trasmesso contiene il valore 45, esso è ottenuto come somma di potenze di due in
un solo modo:
45 =
00101101 = 0 x 2^7 + 0 x 2^6 + 1 x 2^5 + 0 x 2^4 + 1 x 2^3 +
1 x 2^2 + 0 x 2^1 + 1 x 2^0
Se arriva tale
valore, allora significa che i contatti 0, 2, 3 e 5 del modulo di retroazione
sono chiusi, gli altri sono aperti. Tornando allo schema, se il contatto 1 è
attivo, allora il deviatoio 13 è in posizione normale, se è invece attivo il 2, il
deviatoio 13 è in posizione deviata o rovescia. Per sapere il contenuto di ogni bit
eseguiamo un operazione logica che verifica lo stato di ogni singolo bit
sollevato (1) o no (0):
If
primoCarattere And &H1 Then
Ingresso(1)= True
Else
Ingresso(1)= False
End If
Analogamente facciamo per tutti i bit
presenti; il nono bit è il primo del secondo carattere letto:
If primoCarattere And &H2 Then
Ingresso(2)= True
Else
Ingresso(2)= False
End If
If
primoCarattere And &H4 Then
Ingresso(3)= True
Else
Ingresso(3)= False
End If
If
primoCarattere And &H8 Then
Ingresso(4)= True
Else
Ingresso(4)= False
End If
If
primoCarattere And &H10 Then
Ingresso(5)= True
Else
Ingresso(5)= False
End If
If
primoCarattere And &H20 Then
Ingresso(6)= True
Else
Ingresso(6)= False
End If
If
primoCarattere And &H40 Then
Ingresso(7)= True
Else
Ingresso(7)= False
End If
If
primoCarattere And &H80 Then
Ingresso(8)= True
Else
Ingresso(8)= False
End If
If
secondoCarattere And &H1 Then
Ingresso(9)= True
Else
Ingresso(9)= False
End If
If secondoCarattere And &H2
Then
Ingresso(10)= True
Else
Ingresso(10)= False
End If
If
secondoCarattere And &H4 Then
Ingresso(11)= True
Else
Ingresso(11)= False
End If
If
secondoCarattere And &H8 Then
Ingresso(12)= True
Else
Ingresso(12)= False
End If
If
secondoCarattere And &H10 Then
Ingresso(13)= True
Else
Ingresso(13)= False
End If
If
secondoCarattere And &H20 Then
Ingresso(14)= True
Else
Ingresso(14)= False
End If
If
secondoCarattere And &H40 Then
Ingresso(15)= True
Else
Ingresso(15)= False
End If
If
secondoCarattere And &H80 Then
Ingresso(16)= True
Else
Ingresso(16)= False
End If
Il comando completo, uso del timer
Mentre i comandi di uscita sono trasmessi una volta per tutte, il controllo
degli ingressi deve avvenire in continuazione per riconoscere quando cambiano di
stato. Non sappiamo infatti quanto tempo impiega il motore del deviatoio a
terminare la sua corsa. Se poi ne abbiamo installato più di uno, per quanto la
produzione sia industrializzata, è molto difficile trovare due motori che
impieghino esattamente lo stesso tempo per effettuare la loro corsa. Infine, il
montaggio del motore sottoplancia. per quanto preciso, ben difficilmente sarà
nella stessa posizione relativa per ogni deviatoio del plastico. L'unica
possibilità è quindi quella di leggere continuamente lo stato degli ingressi. Questa
lettura deve essere indipendente da quanto l'operatore possa fare di altro col
programma in esecuzione, cioè deve essere asincrona. VB ha tra i suoi
controlli il timer pensato proprio per casi come questo: mentre il
timer esegue le sue operazioni, legge cioè i vari ingressi presenti, il resto
del programma continua ad essere usato indipendentemente. Il timer ha tra le sue
proprietà la frequenza secondo la quale si attiva (interval). Ad ogni scadenza dell'intervallo
impostato
scatta un evento associato che noi possiamo integrare con le istruzioni che ci
servono; per esempio, nel nostro caso leggiamo gli ingressi dei moduli di
retroazione ogni dieci millisecondi:
Private Sub Timer1_Timer()
Dim strC As Variant
Dim intLetto1 As Integer
Dim intLetto2 As Integer
Dim j As Integer
Dim a(0 To 7)
Const cLeft = "L"
Const cRight = "R"
Const cON = "ON"
Const cOFF = "OFF"
'//
Me.Timer1.Enabled = False
a(0) = &H1
a(1) = &H2
a(2) = &H4
a(3) = &H8
a(4) = &H10
a(5) = &H20
a(6) = &H40
a(7) = &H80
'//
intLetto1 = 0
intLetto2 = 0
Me.MSComm1.Output = Chr$(192)
Me.MSComm1.Output = Chr$(193)
strC = ""
strC = Me.MSComm1.Input
intLetto1 = Left(strC, 1)
intLetto2 = Right(strC, 1)
'// spacchettamento
...
If Ingresso(1) Then
Call IndicaDeviatoio(13, "Normale")
End If
If Ingresso(2) Then
Call IndicaDeviatoio(13, "Rovescio")
End If
Me.Timer1.Enabled = True
End Sub
Per evitare sovrapposizione di eventi, la prima istruzione sospende
temporaneamente il timer stesso che verrà riattivato al termine della procedura. La routine IndicaDeviatoio riceve due parametri, quale deviatoio vogliamo
rappresentare (13) e il suo stato. Essa mosterà sullo schermo in modo grafico o
testuale l'informazione. Nel caso più semplice valorizziamo il controllo
testuale txtOutDeviatoio inserito nella scheda frmMain:
Private Sub IndicaDeviatoio(byVal pDeviatoio as Integer, byVal pStato as String)
frmMain.txtOutDeviatoio.text = "Il
deviatoio " & Cstr(pDeviatoio) " è in stato " & pStato
End Sub
Più moduli presenti
Nella trattazione ci siamo limitati a considerare la presenza di un solo
modulo di retroazione. Al bus Loconet possono invece essere aggiunti tanti altri
moduli quanti ne servono. Se per esempio i 16 contatti non sono sufficienti per
il nostro impianto, occorre aggiungere un altro modulo. Nel nostro impianto i
moduli sono tre, per un totale di 48 contatti di ingresso. Leggeremo quindi tre
parole di due caratteri ciascuna. Come si fa ad indirizzare e leggere senza
ambiguità i tre moduli? La lettura dipende dall'ordine con il quale abbiamo
connesso in serie i nostri moduli: