Modelářská serva jsou již po léta standardním ovládacím prvkem především v leteckém modelářství. Díky masivnímu použití a velkovýrobě mnoha firmami se nynější cena pohybuje velmi nízko a láká tak i mnohé železniční modeláře k jejich použití. Pozvolný nástup do této oblasti modelaření byl v minulosti zapříčiněn především nedostatkem vhodných elektronických komponentů, které jsou nutné pro ovládání chodu serv. S nástupem digitálního ovládání se situace zlepšila nabídkou DCC komponent i pro ovládání serv. V případě analogového ovládání, např. modulové stanice prostřednictvím ovládacího pultu simulujícího skutečné stavěcí a zabezpečovací zařízení na železnici, je situace již trochu komplikovanější a modelář je tak odkázán na vlastní stavbu elektronického zařízení nebo skládání několika nabízených komponent do jednoho celku podle požadované funkčnosti a konfiguraci kolejiště.
Vyvíjené řešení s pracovním názvem SERVOTRON má pomoci tento problém řešit a umožnit zájemcům, kteří se rozhodnou serva na svých kolejištích používat, využít možností moderní elektroniky a snadným způsobem tak realizovat své představy na ovládání různých prvků železničního provozu. Těmito prvky můžou být například přestavníky výměn, mechanická návěstidla, výkolejky či vodní jeřáb, točna, mechanické závory, rozpojovač vozů nebo klidně i vrata do výtopny. Obecně jakékoliv zařízení postavené na mechanickém principu lze s patřičnými úpravami servem ovládat.
Jako základ neboli srdce realizovaného řešení je použita elektronická destička s mikroprocesorem s označením Seeeduino, která vychází ze zajímavého open source (otevřeného) projektu s názvem Arduino [www.arduino.cc]. Tato deska je běžně dostupná i v ČR [www.hwkitchen.com] za velmi příznivou cenu.
Deska je vlastně malým počítačem, který obsahuje mikroprocesor, paměť, USB port a konektory se vstupně/výstupními piny, na které se připojují další obvody jako tlačítka, přepínače, LED diody a samozřejmě serva.
Aby deska nebyla jen pouhou směsicí eletronických součástek, ale životaschopným organizmem, který něco umí a reaguje na podněty okolí, je třeba mu vdechnout život nějakým programem. Byla tedy autorem článku vyvinuta softwérová aplikace, která plní několik funkcí. Primární je samozřejmě funkce ovládání serv, kterých může být nyní připojeno maximálně deset k jedné desce Seeeduino. Daleko zajímavější je však další funkce – stavový automat. Ten se stará o to, aby na základě daného předpisu, který si uživatel nadefinuje a nahraje do paměti desky, kontroloval aktuální stavy jednotlivých prvků připojených k desce a po vyhodnocení definovaných závislostí provedl změnu stavů závislých prvků. Například zmáčkne-li obsluha tlačítko č.1 (změna elektrického stavu z rozpojeno na spojeno) je přestaveno servo z jedné polohy do druhé (změna stavu z definované minimální polohy do maximální) a následně je rozsvícena indikační LED dioda na ovládacím panelu (změna stavu zhasnuto na rozsvíceno). Tento příklad uvádí jen jednoduchý předpis, který stavový automat umí vykonat, definice závislostí mezi prvky může být daleko složitější a sofistikovanější. Záleží jen na uživateli a způsobu použití pro danou konfiguraci kolejiště/moduliště. Správnou volbou definice závislostí prvků a indikace stavů lze dosáhnout rovněž věrné simulace zabezpečovacího zařízení jako na skutečné železnici. Proto bylo při programování pamatováno i na funkci definice nepovolených stavů, obdoby závěrové tabulky skutečného zabezpečovacího zařízení. Další funkce aplikace umožňuje ovládat zařízení z připojeného PC namísto z ovládacího panelu a zpětně zasílat do PC informace o indikaci namísto indikace prostřednictvím LED diod.
V kostce shrnuto – použitím desky Seeeduino s programem SERVOTRON dostává uživatel zařízení řešící připojení ovládacího a indikačního panelu, zpracování definovaných logických závislostí simulujících zabezpečovací zařízení (ZZ), následné řízení mechanických prvků prostřednictvím modelářských serv a indikaci LED diodami včetně možnosti komunikace s PC.
Jako ukázku reálného použití tohoto řešení představíme SERVOTRON v roli zabezpečovacího zařízení obousměrného hradla, které realizuje jeden z členů sdružení OstraMo.
Schéma hradla:
Serva jsou zde použita pro ovládání dvou kusů mechanických jednoramenných návěstidel a dvou kusů mechanických předvěstí. Ovládání je uskutečněno přes tři tlačítka na ovládacím panelu, kde jsou rovněž umístěny LED diody indikující postavení vlakové cesty pro daný směr.
Schéma ovládací skříňky:
V rámci projektu byl rovněž vyvinut simulátor SERVOTRONu v prostředí MS Excel. V něm lze simulovat chování SERVOTRONu na základě definic v tabulce akcí a závislostí a v tabulce omezujících pravidel. Po odsimulování požadovaného chování se obsah tabulek nahraje přes USB kabel do paměti SERVOTRONu, a tím je zařízení připraveno pro zabudování a reálný provoz na kolejišti.
Chování celého zařízení můžete spatřit na YouTube