Talenti LEGO: ArduTrain, Controlla il tuo Treno LEGO® da PC!

LEGO, in tutti questi anni in cui ci ha tenuto compagnia, ha trattato temi di tutti i generi: spaziale, medievale, western… In questo appuntamento con la rubrica Talenti LEGO, però, ci soffermeremo su un tema caro a molti, grandi e piccini: il tema urbano LEGO City, e in particolare tutta la famiglia di costruzioni legati ai Treni LEGO.

L’assortimento di set LEGO dedicati ai treni è ampio, e molti di essi hanno la possibilità di essere motorizzati tramite le funzioni LEGO© Powerfunctions come il set LEGO 60052 – Treno Merci. Tale possibilità ha scatenato nel tempo la creatività di molti appassionati, che si sono dedicati alla programmazione dei comportamenti per poter effettuare movimenti ed operazione più o meno complesse, dando vita ai bellissimi scenari ferroviari animati.

Proprio in questo scenario ho avuto il piacere di conoscere Luca Bellan, che ha creato il sistema di programmazione treni LEGO ArduTrain. La disponibilità della guida e del software in forma assolutamente gratuita, unita alla semplicità d’uso e alla minima spesa per procurarsi il materiale necessario hanno subito attirato la mia attenzione.

Ho chiesto a Luca una breve intervista in cui ci illustrerà meglio tutto ciò che c’è da sapere sul suo fantastico lavoro.

In carrozza!

Due parole su chi sei e di cosa ti occupi

Mi chiamo Luca, ho 25 anni e vivo in provincia di Varese. Per lavoro mi occupo di programmazione (siti e app) ma negli ultimi anni ho iniziato ad appassionarmi e avvicinarmi all’elettronica; grazie a questo mio interesse ho avuto importanti collaborazioni (come la rivista Elettronica In) e ho iniziato a frequentare GULLP (www.gullp.it): un’associazione che si occupa della diffusione del software libero ma anche di progetti riguardanti il software libero e l’elettronica come stampanti 3D, droni, rover e molto altro. Con i loro preziosi consigli ho potuto mettere a punto diversi dei miei progetti, come appunto ArduTrain.

Le mie passioni spaziano dai LEGO al modellismo dinamico, dall’elettronica al volo con piccoli aerei turistici e molto altro; insomma: tante cose da fare, ma troppo poco tempo per farle tutte! 🙂

Come è nata l’idea che c’è dietro al tuo progetto?

Il mio ri-avvicinamento ai LEGO è abbastanza recente: a Natale 2015 ho comprato il mio primo set LEGO (treno merci 60052) giusto per togliermi uno sfizio; una volta montato, sono stato rapito da quanto fosse bello e dettagliato, credo di essere rimasto per più di un’ora ad ammirarlo girare sui pochi binari inclusi nella confezione.

Qualche giorno dopo mi è venuta un’idea: siccome il sistema di comunicazione tra treno e telecomando LEGO è ad infrarossi, perché non prendere un LED ad infrarossi da un telecomando di una TV e controllare il treno tramite quello e Arduino?  Arduino, per chi non lo conoscesse, è un simpatico dispositivo che ha permesso a milioni di persone di avvicinarsi all’elettronica, è dotato di diverse entrate e uscite a cui si possono collegare componenti elettronici (LED, sensori, sirene, attuatori, motori, eccetera…), dopo aver realizzato il circuito elettrico è possibile programmare tramite PC il nostro Arduino, per far fare ai componenti elettronici ad esso collegati tutto quello che vogliamo.

Il mio primo test è stato quello di fare avanzare il treno per 5 secondi, fermarlo e fargli fare retromarcia per 5 secondi, fermarlo e ricominciare da capo: il tutto senza nessun intervento “umano” sul telecomando ufficiale LEGO; da lì in avanti ho iniziato a pensare e progettare un sistema più complesso, con sensori per il rilevamento del passaggio dei treni, scambi motorizzati e tante altre cose utili, il tutto controllato da una semplice interfaccia grafica a PC.

Cosa distingue ArduTrain dagli altri sistema di controllo treni LEGO®?

Ci sono tanti progetti su internet che fanno le stesse cose di ArduTrain: c’è chi lo fa con i MindStorms, spendendo centinaia di euro, c’è chi lo fa sempre con Arduino o altre piattaforme (www.internetoflego.com); ma nessuno fino ad ora ha messo a disposizione gratuitamente una guida, così dettagliata e inclusa di software, per realizzare un sistema di controllo plastici LEGO senza avere conoscenze di programmazione e soprattutto senza fare nessuna saldatura. Il mio sistema, quindi, si rivolge innanzitutto alle persone che nella vita fanno altro rispetto a me e che, pur avendo un plastico LEGO, non possono permettersi di automatizzarlo con i MindStorms per via del relativo costo.

Le connessioni tra i vari componenti sono estremamente semplici e non è richiesta la scrittura di nessuna riga di codice.

Inoltre, siccome il codice che ho creato per Arduino è libero e tutti i componenti elettronici sono facilmente reperibili su internet, i più esperti potranno personalizzare il sistema a loro piacimento aggiungendo nuove funzionalità: per esempio io stesso ho preso la versione “base” di ArduTrain, e ho collegato un piccolo display (più o meno in scala con i LEGO) che mostra gli orari dei treni alla stazione.

Quali componenti servono per far funzionare il sistema e a che prezzo più o meno? Come funziona ArduTrain?

I componenti principali di ArduTrain non sono molti: dei servomotori (come quelli degli aeromodelli) che andranno a fare muovere gli scambi LEGO, dei moduli LED infrarossi che sostituiranno il telecomando LEGO per il controllo dei treni, alcuni sensori per rilevare il passaggio dei treni sui binari e, ovviamente, Arduino.

Comprando tutto da siti cinesi come AliExpress o BangGood si riesce a costruire un sistema ArduTrain restando sotto i 60 euro; rifornendosi invece da negozi italiani non si dovrebbero superare i 100 euro.

Una volta collegati tutti i componenti elettronici ad Arduino e Arduino al PC tramite cavo USB, bisogna scaricare il software “ArduTrain PC” dal mio sito; tramite questo software sarà possibile controllare manualmente treni e scambi, oppure fare eseguire delle routines (una serie di comandi) ogni volta che si attiverà un sensore, per esempio possiamo creare la routine “Fermata alla stazione”, piazzare un sensore vicino al binario della stazione e, quando passerà un treno, potremo fargli eseguire i seguenti step in ordine:

•     Treno rosso canale 1, fermo
•     Attendi 10 secondi
•     Treno rosso, canale 1, avanti con velocità 5

Con la prima versione di ArduTrain è possibile controllare 8 treni (4 rossi e 4 blu come nel telecomando originale), 5 sensori e 5 scambi.

E’ possibile vedere il sistema installato e funzionante in qualche mostra od evento?

Ho partecipato alla mostra “Mattoncini in Villa” a Villa di Serio (BG) il weekend del 28 e 29 maggio 2016, l’accoglienza del mio progetto è stata più che positiva, tantissima gente si è interessata e per me è stata una grande soddisfazione, inoltre molti espositori mi hanno chiesto di installare sui loro plastici ArduTrain; credo proprio che in futuro parteciperò ad altri eventi di questo tipo.

Attualmente sto lavorando all’apertura di un negozio di LEGO (e molto altro) a Gallarate (VA) dove sarà esposto un il mio plastico automatizzato con ArduTrain per diversi mesi: il negozio si chiamerà FutureJam e verrà inaugurato a metà settembre 2016.

Hai altri progetti per il futuro?

Nella seconda versione di ArduTrain mi piacerebbe implementare il controllo dell’illuminazione a LED degli edifici e il controllo di display (più o meno grandi) per simulare schermi pubblicitari nella city e i display con gli orari dei treni in stazione.

Un’altra grossa evoluzione del ArduTrain è quella di renderlo indipendente dal PC e controllarlo tramite app: il plastico creerà una sua rete WiFi a cui ci si potrà connettere con smartphone e tablet per controllare il tutto; ho già fatto test di questo tipo e hanno dato tutti risultati positivi, ora manca solo il tempo di mettersi a programmare l’app!