Le projet vise à créer une interface immersive et ludique (panneau de 74 cm de diamètre) , permettant la conduite simplifié de la locomotive vapeur "BIG BOY X4012" échelle 1/15e (soit 1,2m de long) en expérience interactive, notamment pour un public familial, accessible aux enfants
Projet dans sa phase de réalisation débuté 26/04/26
Poste de conduite – Maquette Big Boy (version autonome)
Présentation générale
Le poste de conduite reproduit le fonctionnement d’une locomotive à vapeur de type Big Boy en s’appuyant sur une architecture électronique autonome. L’ensemble repose sur une logique embarquée (ESP32) assurant l’acquisition des commandes, le traitement dynamique du comportement de la locomotive et le pilotage des sorties (mouvement, son, éclairage, effets).
L’objectif est de restituer une expérience de conduite réaliste en conservant une ergonomie simplifiée et adaptée à ma maquette.
Architecture fonctionnelle
Le système est structuré en quatre blocs principaux :
Interface utilisateur : ensemble des leviers, potentiomètres et boutons permettant la conduite (régulateur, inverseur, freins, commandes vapeur). Deux écrans tactiles pour des fonctions plus évoluées.
Unité de traitement : microcontrôleur assurant la lecture des entrées, la simulation du comportement vapeur (inertie, effort, transitions) et la gestion des états.
Sorties :
commande du mouvement (vitesse, sens, rampes),
génération sonore synchronisée,
gestion des éclairages et indicateurs,
pilotage des effets (fumée, auxiliaires).
Sécurité : circuit prioritaire indépendant intégrant un arrêt d’urgence avec coupure directe de la puissance.
Commandes principales
Le pupitre s’articule autour des commandes essentielles de conduite :
Régulateur : contrôle de la puissance et de la vitesse.
Inverseur : sélection du sens de marche (avant / neutre / arrière).
Frein train : gestion du ralentissement global.
Frein locomotive : ajustement fin (option réaliste).
Sifflet et cloche : signalisation sonore.
Ces commandes constituent le cœur de l’interaction et déterminent le comportement dynamique de la locomotive.
Commandes vapeur et fonctions complémentaires
Des commandes supplémentaires enrichissent le réalisme :
Purge cylindres : utilisée au démarrage (effet sonore et visuel).
Sablière : amélioration simulée de l’adhérence.
Injection eau : interaction avec un modèle simplifié de chaudière.
Fumigène : effet visuel synchronisé avec l’effort moteur.
Éclairage : phares et cabine.
Modélisation du comportement
Le système intègre une simulation simplifiée des principes vapeur :
inertie à l’accélération et à la décélération,
relation entre puissance et effort de traction,
transitions progressives,
adaptation des effets (son, fumée) à l’état de la locomotive.
Cette approche permet d’obtenir un comportement crédible sans complexité excessive.
Restitution et immersion
Les retours utilisateur sont assurés par :
audio dynamique (échappement, sifflet, cloche, effets),
éclairages pilotés,
indicateurs visuels (écran ou cadrans simulés : vitesse, pression, états).
L’ensemble est synchronisé avec les actions de conduite pour renforcer l’immersion.
A faire
Ce qui avance est en GRAS !
En parallèle avec la finition de la Big Boy et l’intégration des moteurs, LED, générateurs de fumée, mini automate conducteur (bras + tête qui bouge de la fenêtre), …
- Établir une synthèse des travaux sur la Big Boy
- Intégrer les organnes (LED, fumigènes, HP, moteurs, …)
- Système de mise en rotation du panorama Grand canyon de 1,5 m de large, finir de peindre paysage de 5 x 0,47 mètres ce qui permettra de changer de paysage « Grand Canyon ».
- Voir comment réaliser base poste de commande, organes de commande et de signalisation, voyants
- Établir structure ESP + carte son + PWM pour moteurs et lumières avec scintillement, …
Écran tactile de 3,5″ avec 3 modes :
Informations utilisateur
Commandes secondaires
États de la loco
Écran tactile de 1,18″ avec 3 modes :
Simulation feu chaudière
Alertes avec explications suite à un fonctionnement délicat de la loco par exemple (Danger : réduire le feu) suite à une température chaudière trop importante
États de la loco
- Vidéo hyper intéressante sur le fonctionnement Big Boy (géniale animation)
- A partir d’une horloge double murale achetée 5 € à la brocante, diamètre 14,5 cm (un peu gros mais le résultat est sympa, 10 cm préférable)
- Création des 2 fonds de cadran
- Servomoteur SG90 avec multiplicateur x1.8 (2 engrenages ainsi 180° servo = 324°), entrainement via une tige de 12 cm jusqu’à l’aiguille (pas d’ombre projetée du servo sur cadran)
- Création aiguille avec Fusion 360 peinte en rouge
- Rétroéclairage par
SMD T10 4W 12V COB 18 LED (12V consomme 0,19 A),Éclairage puissant avec une épaisseur de 4 cm, j’avais des feuilles miroir autocollantes, j’ai découpé et collées entre elles pour ensuite ajuster au bord interne du cadran, la matrice de LED’s est collée sur le film miroir.
Rétroéclairage uniforme, baisse de la luminosité avec PWM
Support Poste de commande BIG BOY
- Avec panneau d’affichage (opéra de Lyon donné par Alain), c’est rigide, 2 faces alu avec isolant au centre, 74 cm de diamètre, 5 mm d’épais, découpes à la scie sauteuse
- Plan incliné en bois (noir) supportant :
2 Écrans tactiles, Régulateur, Inverseur, Freins, Boutons poussoirs, divers Actionneurs, Voyants
Voyants principaux : Signalisation
- Réalisation Fusion 360 (144 x 42 mm), superposition de petite plaque plexy (diamètre 12 mm de 1,5 mm d’épais) + film couleur (vert, rouge, rouge, jaune, rien) + calque (diffuseur) + pièce support LED (verte, rouge, rouge, jaune, blanche)
- Étiquette au dessus des voyants : PRESSION OK, SURPRESSION, EAU BASSE, FEU FOYER, MARCHE
- Cela permet de réaliser des voyants cool a très petit prix (tout en stock)
Voyants Système :
- Réalisation Fusion 360 (129 x 119 mm), superposition de petite plaque plexy (22 x 18 mm de 1,5 mm d’épais) + film couleur adapté + calque (diffuseur) + pièce support LED (verte, rouge, rouge, jaune, blanche)
- Étiquette au dessus des voyants : PRESSION VAPEUR, NIVEAU EAU, SABLE, FREIN TRAIN, INJECTEURS, VENTILATEURS, SABLIÈRE, FUMIGÈNE
Création Régulateur
- Le régulateur ne contrôle pas directement la vitesse, mais le débit de vapeur.
Associé à l’inertie du train et à la distribution, il permet une conduite réaliste et progressive.
Il est reproduit par un levier mécanique couplé à un Potentiomètre 1 tour, avec une simulation logicielle pour restituer le comportement réel. - Une résistance mécanique du levier d’environ 10 cm qui tourne autour d’un axe sur roulement, l’encodeur avec son aimant étant à un bout de l’axe. Boule de 32 mm.
Mécanique robuste !
Création Manettes de frein Loco et Train