Il Software iTrain

Ma come fa il software a controllare il movimento dei convogli?

La risposta a questa domanda aiuta a capire l'aspetto fondamentale del controllo digitale nel modellismo ferroviario.

Affinchè il controllo digitale funzioni, al software serve conoscere sostanzialmente quattro cose:

 1) A quale velocità viaggerà nel plastico una locomotiva quando al decoder della locomotiva verrà inviato il comando di assumere un certo step di velocità.

2) Quanto sia lungo il convoglio.

3) Quanto sia lunga ogni sezione di binario tra due deviatoi e quanto sia lunga la sezione dei soli deviatoi (in pratica occorre misurare tutto il plastico dividendolo in blocchi (sezioni tra due deviatoi) e sezioni di soli deviatoi (comprendendo anche binari intermedi che non costituiscono un blocco). Tutti i tratti di binario del plastico debbono essere misurati e queste misure inserite nel software.

4) Dove si trova il convoglio all'istante iniziale (in quale blocco).

Se al computer vengono fornite queste informazioni, esso è in grado di controllare con precisione il movimento del convoglio nel plastico e sapere ad ogni momento dove si trovi e quindi visualizzare la sua posizione sul sinottico del plastico, controllare deviatoi in modo opportuno (ad esempio non rilasciare un deviatoio se il convoglio non entra del tutto sul binario di destinazione) e far fermare il treno in modo realistico al centro del marciapiede di stazione.

Come facciamo a fornire al computer la velocità vera assunta dalla locomotiva quando viene alimentata ad un certo step di velocità in una certa direzione?

La risposta è semplice: misurandola.

Il software iTrain include un menù apposito per effettuare queste misurazioni utilizzando il segnale di retroazione dei blocchi per far partire e far fermare il cronometro e conoscendo la lunghezza esatta percorsa tra i due segnali.

Si parte dal valore vero di massima velocità reale del prototipo (ad es 100 km/h), si esegue una misurazione alla massima velocità del modello e si confronta con quella massima del prototipo. Se non sono le stesse occorre modificare la VMax impostata nel decoder della loco fino ad ottenere il giusto valore di velocità massima. In pratica iTrain converte la velocità misurata sul tratto di prova da cm/s a km/h rapportati alla scala 1:87. Quindi la velocità misurata è la velocità del modello rapportata a quello reale in 1:87. Ciò significa che facendo la misurazione in modo corretto tutte le locomotive si muoveranno sul plastico in base alla loro reale velocità massima rapportata alla scala.

Dopo aver impostato la velocità massima nel decoder in modo corretto,  il software esegue una misurazione per ogni step (o anche ogni numero predefinito di steps) se voluto la misura può essere eseguita in automatico in entrambe le direzioni e si ottiene così la curva di velocità che iTrain userà mentre comanda quella locomotiva.

C'è anche un'altro aspetto fondamentale per rendere il movimento della locomotiva realistico, esso è l'impostazione dei parametri di inerzia e di controllo della variazione degli step di velocità in frenata e accelerazione. Per evitare confusione, occorre quando possibile, disabilitare la simulazione d'inerzia che verrebbe applicata dal decoder. Detta simulazione deve essere lasciata al software, diversamente il rischio è che le sue simulazioni interagiscono tra loro ed è molto più difficile ottenere il comportamento dinamico desiderato.

Tra le proprietà richieste da iTrain quando si configura una nuova locomotiva c'è la lunghezza in cm della stessa.

Il software poi procede in modo incrementale: il secondo passo consiste nell'inserire in esso le proprietà relative a ciascun vagone tra queste proprietà un parametro fondamentale è la lunghezza del vagone.

Una volta che sia la locomotiva che i vagoni saranno inseriti nel programma è possibile creare i treni componendoli selezionando i rotabili desiderati. Avendo ogni rotabile una lunghezza definita in cm, iTrain calcolerà la lunghezza complessiva del convoglio semplicemente sommando la lunghezza della locomotiva a quella di tutti i vagoni aggiunti nella composizione del convoglio stesso. 

I feedback possono essere di due tipi principali: puntuali e di occupazione.

I primi danno un segnale temporaneo (sensori reed) al passaggio del treno e sono presenti in iTrain soprattutto per compatibilità con il mondo analogico in cui erano molto diffusi.

Il secondo tipo è di posizione e sono il risultato della presenza dei rotabili su un tratto di binario sezionato rispetto al resto del tracciato. Il segnale in questo caso è permanente e persiste sino a quando almeno un asse del convoglio impegna la sezione a cui esso si riferisce. Diventa fondamentale quindi misurare la lunghezza del tratto di binario coperto da quel feedback in quanto essa è una proprietà fondamentale del feeback stesso. Uno o più feedback possono poi essere associati ad un blocco e in tal modo la lunghezza del blocco diventa uguale alla somma delle lunghezze dei feedback nel blocco.

Le sezioni comprendenti deviatoi, possono anche includere brevi tratti di binario che uniscono tra loro i deviatoi medesimi fino all'inizio dei blocchi. Queste lunghezze vanno pure misurate e associate o al ramo di corretto tracciato del deviatoio o al ramo della deviata dello stesso. Misurando quindi anche queste porzioni di binario relative ai deviatoi avremo completato la misura di tutte le parti del tracciato. Ora il software conosce la lunghezza di ogni porzione di binario nel plastico.

Per far conoscere la posizione iniziale del convoglio al software occorre semplicemente spostare con il mouse il treno desiderato dalla lista dei treni attivi al blocco sulla switchboard in cui vogliamo posizionarlo.

Quando si posiziona il treno sulla switchboard, è fondamentale anche selezionare la direzione in cui il treno inizierà a muoversi se nello stato corrente venisse inviato un segnale di partire. Questa direzione dipende dall'impostazione di direzione di marcia relativa all'effettiva posizione della locomotiva sul plastico quindi quando posizioniamo il treno abbiamo il 50% di probabilità di indovinarla. Per inizializzare correttamente la posizione occorre quindi verificare che la freccia indicata sul blocco sia coerente con la direzione in cui partirebbe il treno vero sul binario vista la direzione di marcia selezionata per esso.

Una volta compreso il funzionamento del software, il primo approccio è stato quello di creare rapidamente un sinottico mediante il quale far funzionare il tutto. Si può notare la difficoltà di lettura del diagramma causata dalla presenza nella stessa pagina di tutti i tracciati del plastico.

In un secondo momento, una volta messo a punto il funzionamento, ho riprogettato da zero il layout ottimizzandone la rappresentazione grafica su più pagine come si può vedere nella sezione seguente.

Unica pecca della rappresentazione su più pagine è che ora le "Rotte Istantanee" che si ottengono semplicemente spostando il treno con il mouse dalla loro posizione (blocco) corrente ad un blocco di destinazione non possono più essere fatte tra pagine diverse.

Fortunatamente iTrain è molto intuitivo, si procede per gradi e ogni passo abilita il successivo. Ecco i passi fondamentali per la creazione della Switchboard (pannello sinottico):

1) Selezionare l'interfaccia di controllo del plastico tra le moltissime possibili (nel mio caso la CS3 della Märklin).

2) Collegare la CS3 al Software inserendo l'indirizzo IP della CS3 nelle proprietà dell'interfaccia. Questa semplice azione abilita la sincronizzazione delle risorse presenti nella CS3 con il software, alcuni oggetti come le locomotive vengono importati in automatico sebbene molte proprietà critiche come la curva di velocità e la loro lunghezza debbano essere impostate dopo a mano. Altri oggetti debbono essere creati nel software facendo riferimento agli indirizzi assegnati dalla CS3 ai vari dispositivi (feedback e/o accessori) e alle informazioni fisiche sul plastico tra tutte le lunghezze e il diagramma di connessione dei binari. Praticamente ciò significa che tutti i feedback e accessori sono prima configurati nella CS3 e solo dopo possono essere creati in iTrain riportando in essi gli indirizzi assegnati dalla CS3.

3) Inserire i feedback. Nel sistem Märklin i feedback si ottengono isolando una delle due rotaie dal resto del plastico e collegando questa rotaia isolata ad uno del canali liberi di un modulo S88. Il modulo in questo modo può identificare facilmente e in modo molto affidabile quando la rotaia e isolata (nessun treno nella sezione) o non isolata (almeno un rotabile è presente che mette in corto circuito mediante i sui assi le due rotaie tra loro, per questo è importante usare assali per AC, altrimenti il sistema non vedrebbe il rotabile con le conseguenze ben immaginabili). In pratica si tratta di definire l'elenco dei tratti di binario compresi tra gli scambi in cui si vuole rilevare la presenza di un rotabile, assegnare ciascun tratto di binario al canale S88 che è stato già assegnato ad esso nella CS3 e infine misurare la lunghezza del tratto di binario in cm tra i due sezionamenti e inserirla come proprietà del feedback in iTrain (in aggiunta al suo indirizzo).

4) Inserire gli accessori uno ad uno nel software (deviatoi, sgancia vagoni, segnali... ) in pratica ogni elemento che abbia un indirizzo assegnato dalla CS3.

5) Creare la switchboard disegnando il tracciato dei binari come nel plastico e associando agli elementi della switchboard i loro corrispondenti nelle liste prima create per i feedback e gli accessori.

6) Creare i blocchi assegnando ad essi uno o più feedback, segnali, e la freccia della direzione convenzionale.

7) Assegnare lunghezza di ogni porzione di binario in prossimità dei deviatoi non assegnata ad alcun blocco alla direzione di corretto tracciato o alla deviata del deviatoio sommandola alla lunghezza di quel ramo del deviatoio. Il risultato finale di questa operazione è che non ci sono rimasti pezzi di binario che non siano conteggiati o come parte di un blocco o come parte di uno dei due rami di un deviatoio.

8) Completare la switchboard con interruttori per luci, strumenti che indicano lo stato dei booster, orologio e altri dettagli.

Quanto sopra è un elenco minimo, molti altri aspetti sono gestiti dal software, quelli indicati sono solo i principali.

Le immagini sotto mostrano l'ultima versione dei diagrammi sinottici del plastico Massa sul Cesi.